Estimación de la erosión y propuesta de obras para la conservación de los suelos de Florencia y El Llano en Zamorano, Honduras Mariana Gómez Botero Escuela Agrícola Panamericana, Zamorano Honduras Noviembre, 2017 i ZAMORANO CARRERA DE INGENIERÍA AGRONÓMICA Estimación de la erosión y propuesta de obras para la conservación de los suelos de Florencia y El Llano en Zamorano, Honduras Proyecto especial de graduación presentado como requisito parcial para optar al título de Ingeniera Agrónoma en el Grado Académico de Licenciatura Presentado por Mariana Gómez Botero Zamorano, Honduras Noviembre, 2017 iii Estimación de la erosión y propuesta de obras para la conservación de los suelos de Florencia y El Llano en Zamorano, Honduras Mariana Gómez Botero Resumen. La erosión es un proceso de desagregación, transporte y deposición de materiales del suelo por viento y agua, a raíz de esto se pierden alrededor de 40,000 millones de toneladas/año. Los objetivos fueron: Calcular la pérdida de suelo por erosión bajo las condiciones actuales de manejo y al cambiar la dirección de siembra de Florencia y El Llano en Zamorano, Honduras, diseñar obras de conservación bajo condiciones actuales de manejo y al cambiar la dirección de siembra. Se utilizó la ecuación universal de pérdida del suelo USLE. Se analizó el patrón de precipitación de la zona, propiedades del suelo, longitud y grado de pendiente, cobertura, manejo del terreno y prácticas de conservación de suelos. Son suelos de textura franca, pendientes entre 0 y 30% y longitud de pendiente entre 37 y 506 m. Actualmente, se pierde entre 6 a 31 t·ha-1 año-1. Al cambiar la dirección de siembra, la erosión del suelo varía entre 3 y 16 t·ha-1 año-1. Bajo condiciones actuales se proponen terrazas de base ancha de ancho variable de 20, 50 y 100 m, separadas por canales de 1 m de ancho y máximo 30 cm de profundidad, que permitan el paso de maquinaria y no interrumpan las líneas de siembra o cambiar la dirección de siembra perpendicular a la pendiente y elaborar drenes colectores a distancias variables entre 50 y 575 m. También poner disipadores de energía del agua en los canales y siembra en camas y surcos cubiertos para prevenir la erosión en pendientes <5%. Palabras clave: Disipadores de energía del agua, drenes colectores, terrazas de base ancha, USLE. Abstract. Erosion is a process of disintegration, transport and deposition of soil materials by wind and water, resulting in the loss of about 40 billion tons per year. The objectives were: i. Calculate soil loss by erosion under current management conditions and by changing the sowing direction in Florencia and El Llano in Zamorano, Honduras, ii. Design conservation practices under current management conditions and by changing the sowing direction. The universal soil loss equation USLE was used. The precipitation pattern, soil properties, length and degree of slope, cover, land management and soil conservation practices were analyzed. These are loamy soils, slopes between 0 and 30% and length of slope between 37 and 506 m. Currently it is lost between 6 and 31 t·ha-1 year-1. By changing the sowing direction, soil erosion varies between 3 and 16 t·ha-1 year-1. The proposal is to construct broad-base terraces of variable widths of 20, 50 and 100 m, separated by channels 1 m wide and maximum 30 cm deep, which allows the passage of machinery and does not interrupt the sowing lines, or change the sowing direction perpendicular to the slope. Elaborate collecting drains at distances varying between 50 and 575 m. Also put water energy dissipators in the channels and sowing in beds and furrows covered to prevent erosion on slopes <5%. Keywords: Broad-base terraces, collector drains, USLE, water energy dissipators. iv CONTENIDO Portadilla .............................................................................................................. i Página de firmas ................................................................................................... ii Resumen ............................................................................................................... iii Contenido ............................................................................................................. iv Índice de Cuadros y Figuras ................................................................................. v 1. INTRODUCCIÓN .............................................................................................. 1 2. MATERIALES Y MÉTODOS .......................................................................... 4 3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN ........................................................................ 10 4. CONCLUSIONES .............................................................................................. 30 5. RECOMENDACIONES .................................................................................... 31 6. LITERATURA CITADA ................................................................................... 32 v ÍNDICE DE CUADROS Y FIGURAS Cuadros Página 1. Ubicación de los puntos de muestreo para la estimación de la erosión en Florencia y El Llano, Escuela Agrícola Panamericana, Zamorano. ....................... 6 2. Valores utilizados en la ecuación de erodabilidad del suelo con base en la estructura del suelo. . .............................................................................................. 7 3. Índices de permeabilidad utilizados en la ecuación de erodabilidad del suelo con base en la textura del suelo. .................................................................................... 8 4. Rangos de pendientes utilizados en el mapa de pendientes de Florencia y El Llano. ...................................................................................................................... 8 5. Valores de m utilizados en la longitud y gradiente de la pendiente con base en el porcentaje de la pendiente. .................................................................................... 9 6. Precipitación desde el 2010 hasta el 2017, estación meteorológica campus central, Escuela Agrícola Panamericana, Zamorano. ............................................. 10 7. Valores máximos de intensidad y erosividad de la lluvia R para la Escuela Agrícola Panamericana, Zamorano. ...................................................................... 11 8. Resultados del laboratorio de suelos de Zamorano de materia orgánica y textura de Florencia y El Llano, Escuela Agrícola Panamericana, Zamorano. ................. 12 9. Índice de estructura b según la textura del suelo Florencia y El Llano, Escuela Agrícola Panamericana, Zamorano. ....................................................................... 13 10. Índice de permeabilidad c según la textura del suelo Florencia y El Llano, Escuela Agrícola Panamericana, Zamorano. .......................................................... 13 11. Valores para el factor K de erodabilidad del suelo de Florencia y El Llano en la Escuela Agrícola Panamericana, Zamorano. .......................................................... 14 12. Rangos y área de las pendientes Florencia y El Llano en la Escuela Agrícola Panamericana, Zamorano. ...................................................................................... 15 13. Valores del factor LS según la longitud de pendiente L mínima, media y máxima de Florencia y El Llano, Escuela Agrícola Panamericana, Zamorano. .................. 17 14. Valores del factor C de cobertura, precipitación promedio mensual e intensidad máxima de la lluvia en los terrenos Florencia 1 lotes 1 y 2, Escuela Agrícola Panamericana, Zamorano. ...................................................................................... 18 15. Valores del factor C de cobertura, precipitación promedio mensual e intensidad máxima de la lluvia en los terrenos Florencia 2 lotes 1, 2 y 3 y El Llano lotes 1 y 2, Escuela Agrícola Panamericana, Zamorano. ................................................... 19 16. Valores del factor C de cobertura, precipitación promedio mensual e intensidad máxima de la lluvia en los terrenos El Llano lotes 3 y 4, Escuela Agrícola Panamericana, Zamorano. ...................................................................................... 20 vi 17. Pérdida de suelo calculado en los terrenos Florencia y El Llano para una longitud de pendiente L mínima, media y máxima con siembra en dirección a la pendiente, Escuela Agrícola Panamericana, Zamorano. ....................................... 22 18. Pérdida de suelo calculado en los terrenos Florencia y El Llano para una longitud de pendiente L mínima, media y máxima con siembra perpendicular a la pendiente, Escuela Agrícola Panamericana, Zamorano. . ...................................... 23 19. Distanciamiento de las terrazas de base ancha con siembra en dirección a la pendiente en Florencia y El Llano, Escuela Agrícola Panamericana, Zamorano. . 26 20. Pérdida de suelo calculado con siembra en dirección a la pendiente y con el uso de terrazas de base ancha de 100, 50 y 20 m de ancho en Florencia y El Llano, Escuela Agrícola Panamericana, Zamorano. .......................................................... 27 21. Distanciamiento de los drenes colectores con siembra perpendicular a la pendiente en Florencia y El Llano, Escuela Agrícola Panamericana, Zamorano. . 28 Figuras Página 1. Ubicación de los lotes Florencia y El Llano, Escuela Agrícola Panamericana, Zamorano. ............................................................................................................... 4 2. Ubicación de los sitios de muestreo para la estimación de la erosión en Florencia y El Llano, Escuela Agrícola Panamericana, Zamorano. ...................................... 7 3. Mapa de pendientes de los lotes de Florencia y El Llano, Escuela Agrícola Panamericana, Zamorano. ..................................................................................... 16 4. Diagrama de la terraza de base ancha. .................................................................... 24 5. Diagrama de siembra en la terraza de base ancha. ................................................ 25 6. Diagrama del uso de disipadores de energía del agua propuesto para los canales de Florencia y El Llano, Escuela Agrícola Panamericana, Zamorano. . ................ 29 1 1. INTRODUCCIÓN El suelo es un recurso no renovable compuesto por minerales, materia orgánica, organismos, microorganismos aire y agua (FAO s.f). El suelo está en formación constante por la interacción de cinco factores: material parental, clima, relieve, organismos y tiempo (Jenny 1940). Sin embargo, para que se forme un centímetro de suelo se requieren años, décadas e incluso siglos (García-Chevesich 2008) y gracias la actividad humana sin visión conservacionista se pierden entre 25 a 40,000 millones de toneladas de la capa arable del suelo cada año (FAO 2015). La erosión del suelo es definida como un proceso de desagregación, transporte y deposición de materiales del suelo por agentes erosivos como el viento y el agua (FAO 2010). Este es un proceso relativamente lento, intermitente, recurrente a lo largo de los años, progresivo que se retroalimenta y que es irreversible (Porta et al. 2014); donde se ven afectadas las características físicas, químicas y biológicas del suelo y al mismo tiempo se ve afectada la productividad del terreno, reduciendo los rendimientos y aumentando los costos de producción (FAO 2010). Las pérdidas anuales en la producción de cereales debido a la erosión se calculan en 7.6 millones de toneladas y si no se toman medidas para reducir la erosión, las proyecciones indican una reducción de producción de más de 253 millones de toneladas en 2050. Esta pérdida de rendimiento sería equivalente a eliminar 1.5 millones de kilómetros cuadrados de tierras agrícolas, o aproximadamente toda la tierra cultivable en la India (FAO 2015). El grado de erosión del suelo depende de los agentes erosivos, sin embargo, la actividad humana juega un papel muy importante en este proceso ya que altera la tasa de erosión afectando propiedades de los suelos tales como: consistencia, capacidad de infiltración y de producción de plantas (García-Chevesich 2008). La consistencia del suelo se debe a las fuerzas de cohesión entre partículas y de adhesividad entre las partículas y el agua. Estas fuerzas hacen que las partículas se mantengan unidas y generan un control en la resistencia del suelo a la deformación, ruptura o a fluir bajo la acción de fuerzas mecánicas (Porta et al. 2014). En general, la susceptibilidad de las partículas al desprendimiento aumenta a medida que se incrementa el tamaño de la misma y la facilidad para ser transportada aumenta cuando disminuye su tamaño (Schwab et al. 1990). Con el tiempo la erosión remueve el primer horizonte del suelo dejando expuesto el segundo horizonte, el cual tiene diferentes propiedades de consistencia y con ello distintas capacidades para resistir la erosión (García-Chevesich 2008). La capacidad de infiltración es un factor determinante en la erosión ya que se define como el proceso por el cual el agua penetra en el suelo a través de su superficie. Cuando la tasa de precipitación excede la capacidad de infiltración del suelo, el agua comienza a fluir sobre la superficie transportando sedimentos que contaminan las fuentes de agua. Por otro lado, 2 el fosforo del suelo es transportado con las partículas sólidas, lo que provoca eutrofización de las aguas superficiales (Porta et al. 2014). La capacidad de retención del agua por parte del suelo influye fuertemente en el establecimiento y el crecimiento de las plantas. Esta depende de la textura del suelo, por ende cuando las partículas más finas del suelo son removidas por procesos erosivos, la capacidad de almacenamiento de agua y nutrientes disminuye, lo cual impacta negativamente al cultivo. Así mismo, la erosión disminuye el espesor del suelo generando menos volumen del suelo para ser explorado por las raíces, lo que limita su crecimiento y al mismo tiempo la absorción de nutrientes (Porta et al. 2014). Con el fin de conocer la erosión del suelo se formuló la ecuación universal de pérdida del suelo por sus siglas en ingles “Universal Soil Loss Equation” (USLE), la cual permite predecir la tasa promedio de erosión del suelo bajo diferentes condiciones de manejo. Dicha ecuación toma en consideración diferentes factores tales como: el cultivo, las prácticas de manejo, el tipo de suelo, el patrón de precipitación y la topografía del terreno (Wischmeier y Smith 1978). Cada año se pierden en el mundo 10 millones de hectáreas cultivables como consecuencia de la erosión (Martínez Ménez 2005). A raíz de dicha situación surge la necesidad de generar prácticas de conservación de suelos para preservar sus características físicas, químicas y biológicas y mantener su capacidad productiva. Con las técnicas de conservación de suelos se reduce o elimina el arrastre y pérdida del mismo por acción de la lluvia y el viento, se mantiene o se aumenta su fertilidad y con esto, se mejoran los rendimientos de los cultivos (FHIA 2011). La literatura existente de erosión del suelo data desde 1978 gracias al planteamiento de la USLE de Wischmeier y Smith. sin embargo, para Honduras han sido poco los estudios relacionados con el tema de erosión del suelo. En 1995 Mikhailava recopiló datos de las diferentes estaciones climatológicas en Honduras con el fin de estimar los valores del factor R (erosividad de la lluvia) y producir un mapa isoerodante para el país. A través de su estudio Mikhailava determinó que el factor R en Honduras puede variar entre 0-20000 (MJ.mm)/(ha-1 h-1 año-1) (Mikhailava 1995). Por otro lado, la literatura existente de conservación de suelos en Honduras es variada; entre ella se encuentra el “Manual de conservación de suelos” de Zamorano, en el cual se exponen las prácticas de conservación de suelos que se pueden adoptar según las condiciones del terreno (Raudes y Sagastume 2009). En Zamorano se han realizado estudios de conservación de suelos, entre los cuales se puede destacar el estudio de Esquivel Palma y Mendoza Barzola en el 2011. En dicho estudio, los autores calcularon la pérdida de suelo anual estimada basada en la USLE y posteriormente propusieron prácticas de conservación como terrazas de base ancha, canales de evacuación de agua de escorrentía, siembra en contorno y subsolado con el fin de disminuir la pérdida de suelo (Esquivel Palma y Mendoza Barzola 2011). En otras localidades como la costa Atlántica de Honduras, García Ramírez en el 2008 determinó que haciendo uso de cobertura en las primeras etapas del cultivo se puede disminuir drásticamente pérdida de suelo por efecto de la lluvia a <14 t·ha-1 año-1, comparado con el testigo de 78 t·ha-1 año-1 (García Ramírez 2008). 3 Los terrenos de Florencia y El Llano cuentan con aproximadamente 100 ha cultivadas en maíz y sorgo en rotación con sandía. El sistema de riego y drenaje fue diseñado para la siembra de sandía con cobertura plástica en la época seca. Dicho sistema se diseñó de tal manera que la siembra es a favor de la pendiente y no se contempló el efecto que tendría en el suelo al sembrar otro cultivo sin cobertura en la época de lluvia. Dada la condición erosiva del diseño siembra y riego se realizó el presente estudio cuyos objetivos fueron:  Calcular la pérdida de suelo por erosión bajo las condiciones actuales de manejo y al cambiar la dirección de siembra de Florencia y El Llano en Zamorano, Honduras.  Diseñar obras de conservación de los suelos bajo las condiciones actuales de manejo y al cambiar la dirección de siembra en los terrenos. 4 2. MATERIALES Y MÉTODOS Ubicación del estudio. El estudio se realizó en los terrenos de Florencia y El Llano de la Escuela Agrícola Panamericana, Zamorano (Figura 1). Ubicada a 30 km vía Tegucigalpa a Danlí, Francisco Morazán, Honduras. Zamorano cuenta con una precipitación anual de 1100 mm. Los terrenos están ubicados entre 735 – 800 msnm y cuentan con aproximadamente 100 ha sembradas en sorgo y maíz en rotación con sandía. Figura 1. Ubicación de los lotes Florencia y El Llano, Escuela Agrícola Panamericana, Zamorano. Cálculo de la pérdida de suelo. Para calcular la pérdida de suelo se utilizó la ecuación universal de pérdida del suelo conocida por sus siglas en inglés como USLE (Wischmeier y Smith 1978). La ecuación [1] permite predecir la erosión del suelo en toneladas por hectárea al año tomando en cuenta el cultivo, las prácticas de manejo, el tipo de suelo, el patrón de precipitación y la topografía del terreno. 5 A = R × K × LS × C × P [1] Donde: A = Pérdida de suelo (t·ha-1 año-1) R = Erosividad de la lluvia (MJ·mm)(ha-1 h-1 año-1) K = Erodabilidad del suelo (t·MJ-1 mm-1) LS = Longitud y gradiente de la pendiente (sin dimensiones) C = Factor de cobertura y manejo del terreno (sin dimensiones) P = Prácticas de conservación (sin dimensiones) Factor R (erosividad de la lluvia). El factor R es una medida numérica del potencial erosivo de la precipitación de la zona en un periodo dado. Se define como el producto de la energía total de la tormenta (E) multiplicado por su máxima intensidad en 30 minutos (I30). Para calcularlo, se tabularon los datos de intensidad de lluvia en Zamorano de la estación de campus central proporcionados por la unidad de maquinaria y riego, desde el 13 marzo del 2010 hasta 19 de julio del 2017 con el fin de seleccionar la tormenta con la mayor intensidad registrada en cada año. Posteriormente se utilizó la ecuación [2] para determinar el factor de erosividad (Wischmeier y Smith 1978). R = (0.119 + 0.0873 × log 10 I60) × I30 [2] Donde: R = Erosividad de la lluvia (MJ·mm-1)(ha-1 h-1 año-1) I60 = Intensidad de cada lluvia (mm h-1) I30 = Intensidad de cada lluvia (mm 30 min-1) Factor K (erodabilidad del suelo). El factor K cuantifica la susceptibilidad de un suelo a erosionarse debido a sus propiedades físicas y químicas tales como: presencia de arenas muy finas, limo y arcilla, porcentaje de materia orgánica, estructura y permeabilidad del suelo. Para establecer el factor K se utilizó la ecuación [3] (Wischmeier y Smith 1978). K = 2.1×10−4 (12 − %M.O.) × M1.14 + 3.25 (b−2) + 2.5 (c − 3) 100 [3] Donde: K = Erodabilidad del suelo (t·MJ-1 mm-1) % M.O. = Porcentaje materia orgánica del primer horizonte M = Índice de tamaño de partícula (ecuación [4]) b = Índice de estructura del suelo (Cuadro 2) c = Índice de permeabilidad del suelo (Cuadro 3) 6 Para conocer los valores del factor K se tomó una muestra de suelo del primer horizonte en cada lote a 20 cm de profundidad (Cuadro 1) y posteriormente fueron analizadas en el Laboratorio de Suelos de Zamorano, donde se determinó el porcentaje materia orgánica a través del método Walkley y Black (Walkley y Black 1934) y el tamaño de partícula M (Ecuación [4]) (Wischmeier y Smith 1978) mediante la textura por el método Bouyoucus. Para determinar el porcentaje de arenas muy finas (0.05 a 0.1 mm), el suelo sedimentado en la prueba de Bouyoucus fue secado en el horno a 105 °C por 24 horas. Posteriormente se pesó el suelo sedimentado y se tamizó con las cribas 100 y 200 Mesh (la criba de 100 Mesh se ubicó en la parte superior y la de 200 Mesh en la parte inferior). Luego, el suelo que quedó entre las cribas de 100 y 200 Mesh se pesó y se sacó la relación porcentual con el peso del suelo sedimentado de Bouyoucus, para así obtener el porcentaje de arena muy fina. M = (%L + %AMF) × (100 - %Ar) [4] Donde: M = Índice de tamaño de partícula %L = Porcentaje de limo (0.05 – 0.002 mm) %AMF = Porcentaje de arena muy fina (0.05 a 0.1 mm) %Ar = Porcentaje de arcilla (< 0.002 mm) Cuadro 1. Ubicación de los puntos de muestreo para la estimación de la erosión en Florencia y El Llano, Escuela Agrícola Panamericana, Zamorano. Terreno Lote Punto§ Coordenadas UTM X Y Florencia 1 1 1 499305 1549668 2 2 499470 1550009 Florencia 2 1 3 499819 1550122 2 4 500003 1550055 3 5 500315 1549906 El Llano 1 6 500885 1550235 2 7 501365 1550249 3 8 501659 1550401 4 9 501883 1550401 5 10 501986 1550712 § Puntos ubicados en la figura 2 7 Figura 2. Ubicación de los sitios de muestreo para la estimación de la erosión en Florencia y El Llano, Escuela Agrícola Panamericana, Zamorano. El valor de estructura del suelo se obtuvo a través de la estructura descrita en el primer horizonte de cada lote (Cuadro 2) (Wischmeier y Smith 1978). Cuadro 2. Valores utilizados en la ecuación de erodabilidad del suelo con base en la estructura del suelo. Estructura del suelo Índice de estructura b Granular muy fina 1 Granular fina 2 Granular gruesa 3 Bloques angulares, bloques subangulares, laminar y masivo 4 Fuente: (Wischmeier y Smith 1978) El valor de permeabilidad del suelo se obtuvo a través la textura determinada por el método Bouyoucus (Cuadro 3) (Wischmeier y Smith 1978). 8 Cuadro 3. Índices de permeabilidad utilizados en la ecuación de erodabilidad del suelo con base en la textura del suelo. Tipo de suelo Infiltración Índice de permeabilidad c Tasa (cm h-1) Categoría Arenoso > 20 Muy rápida 1 Franco arenoso 8 a 1 Moderadamente rápida 2 Franco 2 a 0.1 Moderadamente lenta 4 Limoso 1.5 a 0.2 Moderadamente lenta 4 Arcillo limoso 0.5 a 0.03 Lenta 5 Arcilloso 0.8 a < 0.1 Muy lenta 6 Fuente: (Arévalo y Gauggel 2014) Factor LS (longitud y gradiente de la pendiente). El factor LS es determinado con base en la longitud y porcentaje de la pendiente en un terreno, donde L es la longitud total ininterrumpida de la pendiente y S el porcentaje de pendiente del terreno (Wischmeier y Smith 1978). Para obtener S se realizó el mapa de pendiente del terreno con el programa ArcMap 10.5® haciendo uso del mapa de curvas a nivel, posteriormente se estandarizó un valor S por lote según el porcentaje de pendiente predominante en el terreno. Para realizar el mapa se dividió la pendiente en clases según lo estipulado en la literatura (FAO 2009) (Cuadro 4). Cuadro 4. Rangos de pendientes utilizados en el mapa de pendientes de Florencia y El Llano. Clase Descripción Pendiente (%) 1 Plano 0 – 0.2 2 Nivel 0.2 – 0.5 3 Cercano a nivel 0.5 – 1 4 Muy ligeramente inclinado 1 – 2 5 Ligeramente inclinado 2 – 5 6 Inclinado 5 – 10 7 Fuertemente inclinado 10 – 15 8 Moderadamente escarpado 15 – 30 Fuente: (FAO 2009) El valor L se determinó trazando líneas en el terreno y midiendo la longitud de estas con la herramienta de regla de Google Earth®. Posteriormente, se determinó el factor LS a través de la ecuación [5] (Wischmeier y Smith 1978). Se obtuvieron tres factores LS por lote según L mínima, L media y L máxima del terreno. 9 LS = (L ÷ 22.1)m × (0.065 + 0.045 + 0.0065S2) [5] Donde: LS = Longitud y gradiente de la pendiente (sin dimensiones) L = longitud de la pendiente (m) m = valor dado al porcentaje de la pendiente (Cuadro 5) S = porcentaje de la pendiente Cuadro 5. Valores de m utilizados en la longitud y gradiente de la pendiente con base en el porcentaje de la pendiente. S (%) m (valor dado al porcentaje de pendiente) < 1 0.2 1 – 3 0.3 3.1 – 4.9 0.4 > 5 0.5 Fuente: (Wischmeier y Smith 1978) Factor C (cobertura y manejo del cultivo). El factor C corresponde a la cobertura del terreno y a la proporción del mismo que permanece desprotegido. Para determinar el factor C se recopiló información de los cultivos sembrados en el terreno en un año y las prácticas de manejo del cultivo relacionadas con la conservación de suelos. Posteriormente se asignó un valor por mes según la literatura (Wischmeier y Smith 1978). El factor C por año se obtuvo de promediar el factor C mensual. Factor P (prácticas de conservación de suelos). El factor P corresponde a las prácticas de conservación del suelo presentes en el terreno. Para determinar su valor se analizaron las prácticas de conservación realizadas en el cultivo del maíz, sandía y sorgo y se les asignó un valor según la literatura (Wischmeier y Smith 1978). Obras de conservación del suelo. Las obras de conservación de suelos son estructuras diseñadas para el control de la erosión en un terreno especifico. Dadas las características del terreno se tomó en consideración modificar la longitud de la pendiente L para disminuir la tasa de erosión a 7 t·ha-1 año-1 dado la poca profundidad efectiva del suelo. A través de la USLE, ecuación [1], se calculó el distanciamiento de las estructuras de conservación para alcanzar la pérdida de suelo máxima tolerable. 10 3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Factor R (erosividad de la lluvia). La precipitación en Zamorano tiene un comportamiento bimodal, lo que significa que tiene una época seca y una época lluviosa bien definida. Los meses de mayo a octubre se caracterizan por ser los meses más lluviosos (Cuadro 6) y por tener lluvias de alta intensidad y corta duración, haciéndolas altamente erosivas. Cuadro 6. Precipitación desde el 2010 hasta el 2017, estación meteorológica campus central, Escuela Agrícola Panamericana, Zamorano. Mes Precipitación (mm) 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 Promedio Enero nd§ 7 6 18 24 12 2 15 12 Febrero nd 12 8 0 9 1 1 1 5 Marzo 11 2 7 18 11 8 6 6 9 Abril 206 12 44 1 2 29 71 25 49 Mayo 244 187 365 185 55 56 61 180 167 Junio 198 146 170 154 159 76 119 438 183 Julio 178 313 93 73 77 42 71 81 116 Agosto 382 115 132 105 163 18 189 nd 158 Septiembre 250 162 52 301 162 134 132 nd 170 Octubre 50 182 172 175 215 116 151 nd 152 Noviembre 16 29 24 29 36 46 5 nd 26 Diciembre 4 11 16 26 6 3 42 nd 15 Total nd 1178 1089 1086 920 540 850 nd 944 §nd: Datos no referidos Mikhailava en 1995 encontró el factor R para Honduras y realizó el mapa isoerodante para el país, dentro del cual se destaca Zamorano por estar en una de las zonas del país con lluvias menos erosivas, por lo tanto el factor R se encuentra entre 200 – 600 (MJ·mm-1)(ha- 1 h-1 año-1). Al aplicar la ecuación [2], el valor de erosividad de la lluvia R obtenido para las condiciones climáticas de Zamorano es 329 (MJ·mm-1)(ha-1 h-1 año-1) (Cuadro 7). Se decide utilizar el R de 329 (MJ·mm-1)(ha-1 h-1 año-1) puesto que corresponde a las lluvias de mayor 11 intensidad y más erosivas que ocurren en la época de fin del verano, representa la mayor intensidad de lluvia registrada en los últimos ocho años y tiene una probabilidad de ocurrencia de 1:2 años, por lo tanto cualquier diseño de estructura de conservación debe diseñarse con base en el evento más severo. Cuadro 7. Valores máximos de intensidad y erosividad de la lluvia R para la Escuela Agrícola Panamericana, Zamorano. Año I60 † I30 † R∂ (mm h-1) (mm 30 min-1) (MJ·mm-1)(ha-1 h-1 año-1) 2010 1646 823 329 2011 549 274 98 2012 501 250 89 2013 189 94 30 2014 245 123 40 2015 154 77 24 2016 1646 823 329 2017 1646 823 329 † I: Intensidad de cada lluvia ∂ R: Erosividad de la lluvia Factor K (erodabilidad del suelo). El área de estudio está ubicada entre dos riachuelos estacionales que hacen que el contenido de fragmentos gruesos del suelo y la textura varíe abruptamente, sin embargo la textura franca predomina en todos los lotes. El limo es conocido como la partícula más erodable (Wischmeier y Smith 1978), por lo tanto es un factor determinante en la erodabilidad del suelo. El limo tiene un tamaño que varía entre 0.05 – 0.002 mm y contrario a la arcilla, no posee de fuerzas de adhesión ni cohesión, por ende, la facilidad para ser transportado es extremadamente grande (Schwab et al. 1990). El limo predomina en Florencia 2 lotes 2 y 3 y en El Llano lote 1. Por otro lado, la materia orgánica interviene en la formación y estabilización de agregados, lo que disminuye el riesgo de sellado y encostramiento superficial y al mismo tiempo aumenta la tasa de infiltración, con lo que disminuye el riesgo de erosión (Porta et al. 2014). En los terrenos se encuentra en un nivel medio excepto en El Llano lotes 3 y 5, lo que los hace más propensos a la erosión (Cuadro 8). 12 Cuadro 8. Resultados del laboratorio de suelos de Zamorano de materia orgánica y textura de Florencia y El Llano, Escuela Agrícola Panamericana, Zamorano. ¥ Textura: F – Franco, FA – Franco arenoso, FArA – Franco arcillo arenoso, FAr – Franco arcilloso, FArL – Franco arcillo limoso La estructura del suelo hace referencia a la organización de las partículas individuales de un horizonte del suelo separadas por planos. La importancia de la estructura radica en que modifica las características básicas del suelo debidas a la textura, en especial la proporción y el tamaño de los poros, los cuales permiten el movimiento del agua en el perfil del suelo (Porta et al. 2014). La estructura granular predomina en la zona de estudio, esta se caracteriza por tener una gran cantidad de planos y poros por ende, facilita el movimiento del agua en el perfil del suelo y disminuye la erodabilidad del mismo (Cuadro 9). El índice de permeabilidad de la ecuación [3] depende de la textura y la tasa de infiltración del suelo (Arévalo y Gauggel 2014). La categoría de infiltración que predomina en el área de estudio es moderadamente lenta (Cuadro 10) lo cual genera un problema potencial, ya que la posibilidad que ocurra escorrentía en una tormenta es extremadamente grande. Terreno Lote Materia orgánica Arena Limo Arcilla Arena muy fina Textura¥ (%) Florencia 1 1 3.36 46 30 24 12 F 2 2.81 58 22 20 14 FA Florencia 2 1 3.29 56 22 22 16 FArA 2 3.87 24 40 36 20 FAr 3 2.83 28 42 30 19 FAr El Llano 1 2.06 20 46 34 18 FArL 2 2.19 46 28 26 14 F 3 1.73 48 28 24 14 F 4 2.84 56 22 22 10 FArA 5 0.76 76 14 10 20 FA 13 Cuadro 9. Índice de estructura b según la textura del suelo Florencia y El Llano, Escuela Agrícola Panamericana, Zamorano. Terreno Lote Estructura Índice de estructura b Florencia 1 1 Granular muy fina 1 2 Granular gruesa 3 Florencia 2 1 Bloques subangulares 4 2 Granular muy fina 1 3 Granular fina 2 El Llano 1 Granular fina 2 2 Bloques angulares 4 3 Bloques subangulares 4 4 Bloques subangulares 4 5 Granular fina 2 Cuadro 10. Índice de permeabilidad c según la textura del suelo Florencia y El Llano, Escuela Agrícola Panamericana, Zamorano. Terreno Lote Textura∂ Infiltración Índice de permeabilidad c Tasa (cm h-1) Categoría Florencia 1 1 F 2 a 0.1 Moderadamente lenta 4 2 FA 8 a 1 Moderadamente rápida 2 Florencia 2 1 FArA 1.5 a 0.2 Moderadamente lenta 4 2 FAr 1.5 a 0.2 Moderadamente lenta 4 3 FAr 1.5 a 0.2 Moderadamente lenta 4 El Llano 1 FArL 1.5 a 0.2 Moderadamente lenta 4 2 F 2 a 0.1 Moderadamente lenta 4 3 F 2 a 0.1 Moderadamente lenta 4 4 FArA 1.5 a 0.2 Moderadamente lenta 4 5 FA 8 a 1 Moderadamente rápida 2 ∂ Textura: A – Arena, L – Limo, Ar – Arcilla, AMF – Arena muy fina, F – Franco, FA – Franco arenoso, FArA – Franco arcillo arenoso Entre mayor sea el factor K, mayor es la erodabilidad del suelo al presentarse una lluvia (Wischmeier y Smith 1978). El valor del factor K para el área de estudio es variable puesto que las condiciones del suelo son heterogéneas (Cuadro 11). 14 Cuadro 11.Valores para el factor K de erodabilidad del suelo de Florencia y El Llano en la Escuela Agrícola Panamericana, Zamorano. Terreno Lote Arena Limo Arcilla Arena muy fina Mµ Textura∂ c† Materia orgánica Estructura¶ b K§ (%) (%) (t·MJ-1 mm-1) Florencia 1 1 46 30 24 12 3,222 F 4 3.36 gmf 1 0.17 2 58 22 20 14 2,933 FA 2 2.81 gg 3 0.19 Florencia 2 1 56 22 22 16 2,948 FArA 4 3.29 bsa 4 0.26 2 24 40 36 20 3,827 FAr 4 3.87 gmf 1 0.20 3 28 42 30 19 4,298 FAr 4 2.83 gf 2 0.29 El Llano 1 20 46 34 18 4,237 FArL 4 2.06 gf 2 0.31 2 46 28 26 14 3,138 F 4 2.19 ba 4 0.29 3 48 28 24 14 3,177 F 4 1.73 bsa 4 0.30 4 56 22 22 10 2,512 FArA 4 2.84 bsa 4 0.23 5 76 14 10 20 3,024 FA 2 0.76 gf 2 0.19 µ M: Índice de tamaño de partícula ∂ Textura: F – Franco, FA – Franco arenoso, FArA – Franco arcillo arenoso, FAr – Franco arcilloso, FArL – Franco arcillo limoso † c: Índice de permeabilidad del suelo ¶ Estructura: gmf – Granular muy fina, gg – Granular gruesa, bsa – Bloques subangulares, ba – bloques angulares, gf – Granular fina ¥ b: Índice de estructura del suelo § K: Erodabilidad del suelo. 15 Factor LS (longitud y gradiente de la pendiente). Las pendientes predominantes de la zona de estudio tienen un gradiente del 1 – 5%. Aproximadamente 30.40 ha del terreno tienen pendientes del 1 – 2% y 58.22 ha del terreno tienen pendientes del 2 – 5%. Sin embargo, hay zonas en el terreno con pendientes que varían del 5 – 30% (Cuadro 12 y Figura 3). La combinación de la pendiente con la limitada capacidad de infiltración del terreno y la alta intensidad de la lluvia son factores potenciales causar altas tasas de pérdida de suelo. Cuadro 12. Rangos y área de las pendientes Florencia y El Llano en la Escuela Agrícola Panamericana, Zamorano. Clase Descripción Pendiente Área (%) (ha) 1 Plano 0 – 0.2 0.22 2 Nivel 0.2 – 0.5 0.96 3 Cercano a nivel 0.5 – 1 4.02 4 Muy ligeramente inclinado 1 – 2 30.40 5 Ligeramente inclinado 2 – 5 58.22 6 Inclinado 5 – 10 4.66 7 Fuertemente inclinado 10 – 15 1.09 8 Moderadamente escarpado 15 – 30 0.78 Los terrenos Florencia 1 lote 2, Florencia 2 lote 2 y El Llano lote 1 y 2 tienen la mayor longitud de la pendiente (434 – 506 m) sin embargo, los valores LS para los lotes de Florencia 2 lote 2 y el Llano son relativamente bajos con respecto a Florencia 1 y Florencia 2 lote 1 (Cuadro 13); lo que indica que el factor determinante en el cálculo de LS es el gradiente de la pendiente (4% en Florencia 1 y Florencia 2 lote 1 y 3% en los lotes restantes). Wischmeier y Smith (1978) reportaron que un aumento en el gradiente tiene mayor efecto en el factor LS que un aumento en la longitud de la pendiente. 16 Figura 3. Mapa de pendientes de los lotes de Florencia y El Llano, Escuela Agrícola Panamericana, Zamorano. FL1: Florencia 1, FL2: Florencia 2, EL: El Llano L1: Lote 1, L2: Lote 2, L3: Lote 3, L4: Lote 4, L5: Lote 5 17 Cuadro 13. Valores del factor LS según la longitud de pendiente L mínima, media y máxima de Florencia y El Llano, Escuela Agrícola Panamericana, Zamorano. Terreno Lote Condición de longitud de la pendiente Lµ S¥ LS† (m) (%) Florencia 1 1 Mínima 77 4 0.57 Media 130 4 0.71 Máxima 225 4 0.88 2 Mínima 438 4 1.15 Media 454 4 1.17 Máxima 506 4 1.22 Florencia 2 1 Mínima 186 4 0.82 Media 217 4 0.87 Máxima 234 4 0.90 2 Mínima 79 3 0.38 Media 221 3 0.52 Máxima 434 3 0.63 3 Mínima 64 3 0.36 Media 184 3 0.49 Máxima 237 3 0.53 El Llano 1 Mínima 115 3 0.42 Media 308 3 0.59 Máxima 489 3 0.65 2 Mínima 61 3 0.35 Media 169 3 0.48 Máxima 474 3 0.65 3 Mínima 44 3 0.32 Media 246 3 0.53 Máxima 308 3 0.57 4 Mínima 110 3 0.42 Media 203 3 0.50 Máxima 266 3 0.55 5 Mínima 37 3 0.30 Media 212 3 0.51 Máxima 283 3 0.56 µ L: Longitud de la pendiente ¥ S: Porcentaje de la pendiente † LS: Longitud y gradiente de la pendiente 18 Factor C (cobertura y manejo del cultivo). El factor C corresponde a la cobertura del terreno y a la proporción del mismo que permanece desprotegido. Entre mayor sea el valor del factor C, mayor es la probabilidad del suelo a sufrir erosión (Wischmeier y Smith 1978). Los mayores valores del factor C se registran en los meses que corresponden a la mecanización del terreno ya que el terreno queda descubierto para la siembra de maíz y sorgo y la cosecha de maíz y sandía (Cuadros 14, 15 y 16). Esto se debe a que la cobertura vegetal es reducida o nula por lo tanto, no mitiga la fuerza de la lluvia antes de que impacte a la superficie del suelo haciéndolo más propenso a erosionarse. La mayor intensidad de la lluvia se registra en los meses correspondientes a la cosecha y remoción del plástico, cultivo (Cuadros 14, 15 y 16), mecanización (Cuadro 15) y siembra (Cuadros 15 y 16), cabe destacar que los valores del factor C para estas actividades son elevados por lo tanto, al presentarse una lluvia no se mitiga la fuerza de la gota y su potencial erosivo aumenta, lo que aumenta la probabilidad de sufrir erosión. Cuadro 14. Valores del factor C de cobertura, precipitación promedio mensual e intensidad máxima de la lluvia en los terrenos Florencia 1 lotes 1 y 2, Escuela Agrícola Panamericana, Zamorano. Mes Cultivo Actividad Cµ Precipitación promedio mensual (mm) I60 † (mm h-1) Enero Sandía Cultivo 0.18 12 1646 Febrero Cultivo 0.17 5 47 Marzo Cultivo 0.15 9 49 Abril Cosecha y remoción del plástico 0.70 49 1646 Mayo Sorgo Siembra 0.63 167 549 Junio Cultivo 0.50 183 1646 Julio Cultivo 0.26 116 1646 Agosto Cosecha del cultivo 0.30 158 501 Septiembre Cultivo de rebrote 0.50 170 189 Octubre Cultivo de rebrote 0.26 152 218 Noviembre Cosecha del rebrote 0.30 26 148 Diciembre Sandía Siembra y emplasticado 0.20 15 34 Factor C promedio 0.35 µ C: Factor de cobertura y manejo del terreno † I60: Intensidad de la lluvia 19 Cuadro 15. Valores del factor C de cobertura, precipitación promedio mensual e intensidad máxima de la lluvia en los terrenos Florencia 2 lotes 1, 2 y 3 y El Llano lotes 1 y 2, Escuela Agrícola Panamericana, Zamorano. Mes Cultivo Actividad Cµ Precipitación promedio mensual (mm) I60 † (mm h-1) Enero Sandía Cultivo 0.18 12 1646 Febrero Cultivo 0.17 5 47 Marzo Cultivo 0.15 9 49 Abril Cosecha y remoción del plástico 0.70 49 1646 Mayo Maíz Maleza 0.50 167 549 Junio Mecanización 0.90 183 1646 Julio Siembra 0.51 116 1646 Agosto Cultivo 0.41 158 501 Septiembre Cosecha del macho 0.41 170 189 Octubre Cultivo 0.26 152 218 Noviembre Cosecha de la hembra 0.51 26 148 Diciembre Sandía Siembra y emplasticado 0.20 15 34 Factor C promedio 0.41 µ C: Factor de cobertura y manejo del terreno † I60: Intensidad de la lluvia 20 Cuadro 16. Valores del factor C de cobertura, precipitación promedio mensual e intensidad máxima de la lluvia en los terrenos El Llano lotes 3 y 4, Escuela Agrícola Panamericana, Zamorano. Mes Cultivo Actividad Cµ Precipitación promedio mensual (mm) I60 † (mm h-1) Enero Sandía Cultivo 0.18 12 1646 Febrero Cultivo 0.17 5 47 Marzo Cultivo 0.15 9 49 Abril Cosecha y remoción del plástico 0.70 49 1646 Mayo Maíz Mecanización 0.90 167 549 Junio Siembra 0.51 183 1646 Julio Cultivo 0.41 116 1646 Agosto Cosecha del macho 0.41 158 501 Septiembre Cultivo 0.26 170 189 Octubre Cosecha de la hembra 0.51 152 218 Noviembre Terreno descubierto 0.90 26 148 Diciembre Sandía Siembra y emplasticado 0.20 15 34 Factor C promedio 0.44 µ C: Factor de cobertura y manejo del terreno † I60: Intensidad de la lluvia El terreno El Llano lote 5 no se sembró en el 2017 por problemas de inundación en años anteriores, motivo por el cual permanece con maleza y se le asigna un factor C de 0.30 (Wischmeier y Smith 1978). Factor P (prácticas de conservación de suelos). En los terrenos estudiados, excepto en Florencia 1 lote 2, la dirección de siembra es en dirección a la pendiente por lo tanto el valor del factor P es 1 (Wischmeier y Smith 1978). En Florencia 1 lote 2 la dirección de siembra es perpendicular a la pendiente por lo tanto el valor del factor P es 0.5 (Gauggel 2008). Pérdida de suelo. En el trópico y subtrópico centroamericano se considera una pérdida máxima de suelo de 7 t·ha-1 año-1 (Gauggel 2008). Actualmente, solo El Llano lote 5 con la longitud mínima de la pendiente cumple con dicha condición debido a que permanece cubierto con maleza a través del año, la cual mitiga la fuerza de la lluvia antes de que impacte con la superficie del suelo y disminuye su potencial erosivo. Así mismo, el terreno Florencia 2 lote uno presenta la mayor tasa de erosión del estudio con 31 t·ha-1 año-1 de pérdida de suelo, debido a la pendiente entre 1 y 5% y las largas líneas de siembra de los cultivos (Cuadro 17). 21 Al cambiar la dirección de siembra perpendicular a la pendiente se disminuye notablemente la erosión del suelo, lo que genera que Florencia 1 lote 1, Florencia 2 lotes 2 y 3 y el Llano lotes 2, 3, 4 y 5 con la longitud mínima de la pendiente cumplan con la condición máxima permitida de pérdida de suelo de 7 t·ha-1 año-1 (Cuadro 18). Sin embargo, se debe tomar en consideración que el cambio de la dirección de siembra y del sistema de riego cuesta aproximadamente 500 $ ha-1 (Información proporcionada por David Moreira, Ing. en comunicación personal) por lo tanto, se proponen obras y estructuras para evitar la pérdida de suelo. 22 Cuadro 17. Pérdida de suelo calculado en los terrenos Florencia y El Llano para una longitud de pendiente L mínima, media y máxima con siembra en dirección a la pendiente, Escuela Agrícola Panamericana, Zamorano. Terreno Lote Condición de longitud de la pendiente Factores de la ecuación USLE A Erosión (t·ha-1 año-1) LS C K Florencia 1 1 Mínima 0.57 0.35 0.17 11 Media 0.71 0.35 0.17 14 Máxima 0.88 0.35 0.17 17 2 Mínima 1.15 0.35 0.19 13 Media 1.17 0.35 0.19 13 Máxima 1.22 0.35 0.19 13 Florencia 2 1 Mínima 0.82 0.41 0.26 29 Media 0.87 0.41 0.26 31 Máxima 0.90 0.41 0.26 31 2 Mínima 0.38 0.41 0.20 10 Media 0.52 0.41 0.20 14 Máxima 0.63 0.41 0.20 17 3 Mínima 0.36 0.41 0.29 14 Media 0.49 0.41 0.29 19 Máxima 0.53 0.41 0.29 21 El Llano 1 Mínima 0.42 0.41 0.31 18 Media 0.57 0.41 0.31 24 Máxima 0.65 0.41 0.31 27 2 Mínima 0.35 0.41 0.29 14 Media 0.48 0.41 0.29 19 Máxima 0.65 0.41 0.29 25 3 Mínima 0.32 0.44 0.30 14 Media 0.53 0.44 0.30 23 Máxima 0.57 0.44 0.30 25 4 Mínima 0.42 0.44 0.23 14 Media 0.50 0.44 0.23 17 Máxima 0.55 0.44 0.23 18 5 Mínima 0.30 0.30 0.19 6 Media 0.51 0.30 0.19 10 Máxima 0.56 0.30 0.19 10 El factor R es 329 (MJ·mm-1)(ha-1 h-1 año-1) para todos los sitios de estudio y el factor P es 0.5 para Florencia 1 lote 2 y 1 para los demás sitios de estudio. 23 Cuadro 18. Pérdida de suelo calculado en los terrenos Florencia y El Llano para una longitud de pendiente L mínima, media y máxima con siembra perpendicular a la pendiente, Escuela Agrícola Panamericana, Zamorano. Terreno Lote Condición de longitud de la pendiente Factores de la ecuación USLE A Erosión (t·ha-1 año-1) LS C K Florencia 1 1 Mínima 0.57 0.35 0.17 6 Media 0.71 0.35 0.17 7 Máxima 0.88 0.35 0.17 9 2 Mínima 1.15 0.35 0.19 13 Media 1.17 0.35 0.19 13 Máxima 1.22 0.35 0.19 13 Florencia 2 1 Mínima 0.82 0.41 0.26 14 Media 0.87 0.41 0.26 15 Máxima 0.90 0.41 0.26 16 2 Mínima 0.38 0.41 0.20 5 Media 0.52 0.41 0.20 7 Máxima 0.63 0.41 0.20 9 3 Mínima 0.36 0.41 0.29 7 Media 0.49 0.41 0.29 10 Máxima 0.53 0.41 0.29 10 El Llano 1 Mínima 0.42 0.41 0.31 9 Media 0.57 0.41 0.31 12 Máxima 0.65 0.41 0.31 14 2 Mínima 0.35 0.41 0.29 7 Media 0.48 0.41 0.29 9 Máxima 0.65 0.41 0.29 13 3 Mínima 0.32 0.44 0.30 7 Media 0.53 0.44 0.30 12 Máxima 0.57 0.44 0.30 12 4 Mínima 0.42 0.44 0.23 7 Media 0.50 0.44 0.23 8 Máxima 0.55 0.44 0.23 9 5 Mínima 0.30 0.30 0.19 3 Media 0.51 0.30 0.19 5 Máxima 0.56 0.30 0.19 5 El factor R es 329 (MJ·mm-1)(ha-1 h-1 año-1) y el factor P es 0.5 para todos los sitios de estudio. 24 Obras de conservación de suelo. Con el fin de disminuir la erosión a un nivel tolerable, se propone la elaboración de terrazas de base ancha o drenes colectores, de camas y surcos cubiertos con un material que prevenga la erosión y el uso de disipadores de la energía del agua en los canales. Terrazas de base ancha. La terraza de base ancha es un canal de superficie ancha construido transversalmente a la pendiente del terreno, que elimina o retiene el agua (Figura 4). Dicha estructura no interfiere con la mecanización del terreno ya que su corte debe ser en forma de parábola para permitir el paso de maquinaria (Schwab et al. 1990). Figura 4. Diagrama de la terraza de base ancha. Fuente: Schwab et al. 1990. Construcción de las terrazas de base ancha y drenes colectores. Las terrazas de base ancha no requieren remoción de suelo o nivelación. Son denominadas así porque se acorta la longitud de la pendiente a una distancia equivalente a la base de la terraza (Figura 5). El corte de la longitud de la pendiente se hace con una acequia o canal, el cual se puede hacer con un arado de vertedera y es equivalente a un canal terciario de drenaje. El relleno y la uniformización se puede hacer con pala y paleadores. Dimensiones de la terraza de base ancha y de las estructuras de corte y relleno bajo las condiciones actuales de manejo del terreno (Figura 4):  L = 100, 50 y 20 m (Cuadros 19 y 20)  T = 1.00 m  D = 0.30 m  d = 0.15 m (Gauggel 2008). Al cambiar la dirección de siembra perpendicular a la pendiente el concepto de terraza de base ancha cambia y se introduce el drenaje colector con estructuras de corte y relleno y cuyas dimensiones son (Figura 4):  L = entre 50 y 575 m (Cuadro 21)  T = 1.00 m  D = 0.30 m  d = 0.15 m (Gauggel 2008). 25 Figura 5. Diagrama de siembra en la terraza de base ancha. Fuente: Schwab et al. 1990. Adaptado por el autor. El cálculo de ancho de la terraza L, para una meta de erosión de 7 t·ha-1 año-1 bajo las condiciones actuales de manejo de Florencia 1 lote 2 y El Llano lote 5 arrojó 50 y 100 m respectivamente (Cuadro 19). Sin embargo, los demás distanciamientos obtenidos son poco prácticos al momento de aplicarlos en campo por lo tanto, se realizó una comparación de la pérdida de suelo con la situación actual y con el uso de terrazas de base ancha cada 100, 50 y 20 m (Cuadro 20). 26 Cuadro 19. Distanciamiento de las terrazas de base ancha con siembra en dirección a la pendiente en Florencia y El Llano, Escuela Agrícola Panamericana, Zamorano. Terreno Lote K€ (t·MJ-1 mm-1) CΩ LS£ Lµ (m) Florencia 1 1 0.17 0.35 0.36 18 2 0.19 0.35 0.91 50 Florencia 2 1 0.26 0.41 0.20 10 2 0.20 0.41 0.26 17 3 0.29 0.41 0.18 12 El Llano 1 0.31 0.41 0.17 11 2 0.29 0.41 0.18 12 3 0.30 0.44 0.16 11 4 0.23 0.44 0.21 14 5 0.19 0.33 0.34 100 El factor P es 0.5 para Florencia 1 lote 2 y 1 para Florencia 1 lote 1, Florencia 2 y El Llano, la pérdida de suelo calculada A es 7 t·ha-1 año-1 y el factor R es 329 para todos los sitios de estudio. € K: Erodabilidad del suelo Ω C: Factor de cobertura y manejo del terreno £ LS: Longitud y gradiente de la pendiente µ L: Ancho de la terraza Para los terrenos Florencia 1 lote 1, Florencia 2 y El Llano lotes 1, 2, 3 y 4 se recomienda establecer las terrazas de base ancha con un ancho de 20 m ya que dicha distancia representa la menor tasa de pérdida de suelo (Cuadro 20). Los terrenos Florencia 2 y El Llano presentan pendientes irregulares, por lo tanto la construcción de las terrazas debe ser hecha con el uso de un nivel (Información proporcionada por Carlos Gauggel, Ph.D. en comunicación personal). 27 Cuadro 20. Pérdida de suelo calculado con siembra en dirección a la pendiente y con el uso de terrazas de base ancha de 100, 50 y 20 m de ancho en Florencia y El Llano, Escuela Agrícola Panamericana, Zamorano. Terreno Lote Erosión actual (t·ha-1 año-1) Erosión con terrazas (t·ha-1 año-1) 100 m 50 m 20 m Florencia 1 1 17 13 10 7 Florencia 2 1 31 22 17 12 2 17 11 9 7 3 21 16 13 10 El Llano 1 27 17 14 10 2 25 16 13 10 3 25 18 14 11 4 18 14 11 8 Al cambiar la dirección de siembra perpendicular a la pendiente, los distanciamientos de los drenes colectores aumentan considerablemente (Cuadro 21). Por lo tanto, se recalca la importancia de analizar la pendiente del terreno y su dirección al momento de tomar la decisión del diseño de siembra, riego y drenaje en un terreno. 28 Cuadro 21. Distanciamiento de los drenes colectores con siembra perpendicular a la pendiente en Florencia y El Llano, Escuela Agrícola Panamericana, Zamorano. Terreno Lote K€ (t·MJ-1 mm-1) CΩ LS£ Lµ (m) Florencia 1 1 0.17 0.35 1.02 243 2 0.19 0.35 0.91 50 Florencia 2 1 0.26 0.41 0.57 75 2 0.20 0.41 0.74 440 3 0.29 0.41 0.51 205 El Llano 1 0.31 0.41 0.48 156 2 0.29 0.41 0.51 205 3 0.30 0.44 0.46 150 4 0.23 0.44 0.60 356 5 0.19 0.33 0.97 575 El factor R es 329, el factor P es 0.5 y la pérdida de suelo calculada A es 7 t·ha-1 año-1 para todos los sitios de estudio. € K: Erodabilidad del suelo Ω C: Factor de cobertura y manejo del terreno £ LS: Longitud y gradiente de la pendiente µ L: Ancho de la terraza Camas y surcos con cobertura. Los terrenos Florencia 2 lote 3 y El Llano lotes 2, 3 y 4 tienen zonas con pendientes del 5 al 10%, en las cuales se propone la elaboración de camas y surcos cubiertos con plástico o con otro material que prevenga la erosión. Disipadores de la energía del agua. Para todos los terrenos se propone el uso de disipadores de la energía del agua en los canales tales como rocas o estacas (Figura 6). 29 Figura 6. Diagrama del uso de disipadores de energía del agua propuesto para los canales de Florencia y El Llano, Escuela Agrícola Panamericana, Zamorano. Fuente: Esquivel Palma y Mendoza Barzola 2011. 30 4. CONCLUSIONES  Bajo las condiciones actuales de manejo de los terrenos de Florencia y El Llano la pérdida de suelo fluctúa entre 6 y 31 t·ha-1 año-1, lo que indica que el área de estudio se encuentra por encima del límite de la máxima pérdida de suelo permitida de 7 t·ha-1 año-1, al cambiar la dirección de siembra perpendicular a la pendiente, la erosión se reduciría entre 3 y 16 t·ha-1 año-1, lo que disminuye la pérdida de suelo por erosión en 15 t·ha-1 año-1.  Bajo las condiciones actuales de manejo de los terrenos, es necesario implementar las obras de conservación del suelo que se ajustan a las condiciones del área de estudio como la construcción de terrazas de base ancha con un ancho de 100 m en El Llano lote 5, 50 m en Florencia 1 lote 2 y 20 m para los demás lotes. Elaborar camas y surcos con cobertura, para los terrenos de Florencia 2 lote 3 y El Llano lotes 2, 3 y 4 en las zonas con pendientes del 5 al 10% y el uso de disipadores de la energía del agua en los canales de todos los terrenos. Si se logra cambiar la dirección de siembra perpendicular a la pendiente, implementar drenes colectores a distancias entre 50 y 575 m. 31 5. RECOMENDACIONES  Labrar el suelo de acuerdo a las condiciones que presente después de finalizado el ciclo del cultivo para evitar la labranza excesiva y hacer uso de la labranza racional.  Mantener el mayor tiempo posible el suelo con cobertura a través del año y sembrar lo más pronto posible después de la preparación.  Realizar un estudio posterior a la implementación de las obras de conservación para medir la eficiencia de las mismas en el control de la pérdida de suelo por la erosión.  Realizar el estudio para todas las áreas de producción de la Escuela Agrícola Panamericana, Zamorano e implementar los resultados. 32 6. LITERATURA CITADA Arévalo GE, Gauggel CA. 2014. Manual de laboratorio de ciencia de suelos. 3a ed. Tegucigalpa (Honduras): Lithocom. 118 p. Esquivel Palma CJ, Mendoza Barzola CQ. 2011. Plan de manejo y conservación de suelos para la producción de sandía y forraje en Zona 1, Escuela Agrícola Panamericana, Zamorano, Honduras [Tesis]. 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