MATERIALES Y MÉTODOS
INDICADORES DE NIVEL EXPLOTACIÓN AGROPECUARIA
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Los elementos de la superficie terrestre según sus características, redistribuyen la energía electromagnética del sol que incide sobre ellos. Parte es absorbida, parte es transmitida hacia otros cuerpos y el resto se refleja. Esta energía reflejada es la captada por los sensores remotos, como reflectancia del elemento. La misma o energía que emiten y reflejan los
Este apartado, brindará información para el cumplimento de los objetivos 2.a, 2.b y 2.c. El trabajo se abordará a partir de un caso de estudio, de donde surgirá la evolución en el tiempo de la condición del recurso; la que será verificada en otras dos explotaciones agropecuarias o sitios de verificación. La combinación de resultados detallados de un caso de estudio y la confirmación de tendencias encontradas en él, en sitios de verificación, encuentra fundamento en la inviabilidad económica de efectuar un muestreo representativo de las aproximadamente 20.000 ha cultivadas con olivo en el Valle Central. Al respecto se trabajo de acuerdo a los siguientes pasos metodológicos:
Elección del lugar de muestreo para analizar el cambio en las propiedades del suelo
El muestreo de suelos del caso de estudio, se realizó en un área de 800 ha perteneciente a una empresa dedicada a la producción de olivos. Dicha explotación agropecuaria dista 70 Km de la ciudad de San Fernando del Valle de Catamarca y se localiza hacia el sur, sobre la ruta provincial Nº 33, que une la mencionada ciudad con la provincia de Córdoba. (Fig. 2.1)
Se escogieron en dicha explotación 5 parcelas dedicadas a la producción de olivos de 2, 3, 5, 6 y 9 años desde la implantación del cultivo respectivamente, utilizando el monte natural contiguo como testigo o parcela sin cultivo.
El criterio de selección de los lugares donde se realizó el muestreo, respondió a la necesidad de cumplimentar dos condiciones, a saber: (i) la pertenencia a la asociación de suelos Colonia del Valle, donde desarrollan sus actividades la mayor proporción de las explotaciones agropecuarias y, (ii) la aplicación de una tecnología de producción similar a través del tiempo, de manera de asegurar la homogeneidad de tratamiento entre parcelas con montes frutales de diferente edad; tal que los resultados obtenidos permitan la construcción de una curva de tendencia en el tiempo.
Para verificar el cumplimiento de la condición (i) ‘pertenencia a la misma asociación de suelos’, se procedió a ubicar la explotación agropecuaria y, dentro de ella las diferentes parcelas, para su localización en la imagen satelital LANSAT 5 del Valle Central del año 2006, sobre la cual se superpuso la carta de suelos previamente geo-referenciada. La condición (ii), quedó cumplida al verificarse la existencia de parcelas de diferente edad implantadas con olivos y bajo un mismo plan de manejo tecnológico, dentro de la empresa.
Extracción y análisis de muestras
Se efectuó un muestreo estratificado21, sistemático y simultáneo en el tiempo sobre parcelas de 12 ha22 de superficie cada una de ellas y a su vez de 2, 3, 5, 6 y 9 años de implantación del cultivo de olivo, utilizando el monte natural contiguo como testigo o parcela sin cultivo, que será utilizada como punto de inicio de la serie de tiempo a construir. En cada una de ellas y en el monte natural contiguo, se tomaron 3 pseudo- réplicas (tres muestras similares de cada una de las parcelas) a tres profundidades, 0 a 40 cm, 40 a 80 cm y 80 a 120 cm; con lo que cada parcela obtuvo 3 pseudo-réplicas por cada profundidad muestreado. La extracción de las mismas se efectuó utilizando un barreno de 20 cm de longitud.
Los puntos de muestreo dentro de cada parcela, se escogieron siguiendo las siguientes consideraciones: i) equidistancia entre tronco de árbol y límite exterior del bulbo de riego; ii) minimización del efecto borde, por tal motivo se descartaron las 5 primeras filas desde los bordes exteriores hacia adentro de cada parcela productiva y; iii) equidistancia y alineación de los puntos de muestreo, en un recorrido diagonal dentro de las parcelas de manera de captar la posible variabilidad del suelo.
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Las muestras de suelo fueron analizadas en laboratorio, a los fines de efectuar las siguientes determinaciones: granulometría, por el método de la pipeta de Robinson; pH, lectura en potenciómetro en una relación suelo:agua 1:2.5; conductividad eléctrica (dS/m), extracto de saturación; carbonatos (%), método volumétrico con ácido clorhídrico y titulación con fenolftaleína; cationes solubles23 provenientes de extracto de saturación de pasta saturada: calcio más magnesio soluble (meq/l) valoración con EDTA, sodio soluble (Na sol.) y potasio soluble (meq/l) fotometría de llama; carbono orgánico (%), método de Wakley Black; nitrógeno (%), método de micro Kjedhal; fósforo (ppm), método de Olsen; cationes intercambiables15, sodio intercambiable y potasio intercambiables (meq/100g) extracción con acetato de amonio 1N pH 7, calcio intercambiable y magnesio intercambiable (meq/100g) extracción con acetato de sodio pH 8.2; capacidad de intercambio catiónico, acetato de sodio pH 8.2.
Los puntos de muestreo del caso de estudio y de los sitios de verificación se muestran en la Figura 2.3.
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La fase líquida del suelo contiene una serie de aniones, cationes, moléculas inorgánicas u orgánicas u organometálicas. A los iones positivos o cationes presentes en dicha solución se los denomina cationes solubles. La fase sólida del suelo posee cargas electrostáticas en su superficie y retiene moléculas o iones en forma más o menos permanente mediante la adsorción. Los iones positivos o cationes adsorbidos por estas fuerzas se les denomina cationes de intercambio. Se entiende por adsorción al fenómeno por el cual una sustancia se une a una superficie al ser atraída por fuerzas electrostáticas, de Van der Waals o químicas. (Fassbender y Bornemisza, 1987)
Referencias: E1: caso de estudio; E2: sitio de verificación 1; E3: sitio de verificación 2; P0: parcelas testigos; P: parcelas bajo cultivo; 1, 2, 3, 5, 6 y 9 años de cultivo
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Fig. 2.3. Localización de puntos de muestreo del caso de estudio y sitios de verificación.
Procesamiento y tratamiento estadístico de la información
El procesamiento de la información emanada de los análisis de suelo, se efectuó a partir de un estudio longitudinal, midiendo la evolución promedio de cada variable en el tiempo (de 0 a 9 años) y en cada profundidad analizada (0-40 cm, 40-80 cm y 80-120 cm). Luego se generaron los indicadores Relación de Adsorción de Sodio (RAS) y Porcentaje de Sodio Intercambiable (PSI), que permiten una visualización de los efectos de la aplicación de un paquete tecnológico sobre el recurso suelo a lo largo del tiempo. (Ec.2.3 y Ec.2.4)
P6 E2 P6 P6 P6 Ciudad de Catamarca Cordón Ambato Cordón Ancasti P9 P6 P0 P2 P3 E1 P5 P0 P6 P9 E3 Ruta Nac. Nº 38 E2 P9 P6 P0 Ruta Prov. Nº 33 N
(
Ca Mg)
2Na
RAS = + (2.3)
Donde: RAS: Relación de Adsorción de Sodio; Na: sodio soluble (meq/l); Ca+Mg: calcio más magnesio solubles (meq/l)
_________________________________________
(
)
[
Na Ca Mg K Na]
*100PSI = + + + (2.4)
Donde: PSI: Porcentaje de Sodio Intercambiable; Na: sodio intercambiable (meq/100 g); Ca: calcio intercambiable (meq/100 g); Mg: magnesio intercambiable (meq/100 g); K: potasio intercambiable (meq/100 g)
_________________________________________
El tratamiento estadístico de los datos obtenidos, atendiendo a que el estudio longitudinal se efectuó muestreando en un mismo momento parcelas en cultivo de diferente edad, con similares condiciones de suelo y prácticas de manejo; presupone las siguientes consideraciones: i) parte de las variaciones observadas entre las parcelas se deben a variaciones naturales del suelo o a la acumulación temporal de efectos de la tecnología de manejo utilizada y, ii) las variaciones entre pseudo réplicas se deben a heterogeneidades del suelo que se dan en la micro-escala de manejo, por lo que se trabaja con valores promedios.
Se efectuó una representación gráfica con los valores promedios, utilizando para ello la técnica del smoothing o suavizado, obteniendo tendencias para modelos de regresión entre ‘x’ los años de cultivo, e ‘y’ el indicador output del sistema. La tendencia que asume la variable en el tiempo surge a partir del contraste entre, la curva obtenida con el nivel de referencia o curva de pendiente 0. La curva de pendiente 0 es el valor de la variable en estudio de la parcela sin cultivo, que se asume constante en el tiempo.
La significancia de una tendencia particular con respecto al testigo o situación inicial, se estableció a partir de la construcción de intervalos de confianza24 no-paramétricos obteni-
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Un intervalo de confianza de nivel α es definido como un conjunto de valores del parámetro (intervalo) que con confianza (1- α)*100%, incluirían el valor del parámetro en la población. Se trabajó con un α = 0.05, lo que implica una confianza del intervalo del 95%, para los valores obtenidos en la parcela sin cultivo.
dos para las variables e indicadores del suelo sin cultivar, mediante la técnica de remues- treo Bootstrap (Efron y Tibshirani, 1993 citado del Manual de Infostat 2008).
Se asume que no existen diferencias significativas, cuando los valores de las variables encontradas para las parcelas con cultivo, queden incluidas en el intervalo de confianza construido para la recta testigo.
El grado neto de variación de la variable en estudio a lo largo del tiempo, entendido como el diferencial entre el estado alcanzado por el recurso a lo largo de la serie temporal analizada y el estado del recurso sin cultivo, se determinó según la Ec. 2.5. Dicho diferencial permite dimensionar el cambio y se basa en que los efectos de las prácticas de manejo se acumulan en el tiempo. Según esto, el grado neto de variación en el tiempo se puede calcular como la sumatoria del diferencial ocurrido entre años sucesivos, de acuerdo a la siguiente ecuación:
(
)
∑
= + − = n i i i y y GNV 0 1 (2.5)Donde: GNV= Grado Neto de Variación de la variable en estudio para el período analizado; i = distintos años de cultivo; y= valor que asume la variable en los distintos años de la serie analizada.
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Luego, la determinación de la ocurrencia de impacto, se estableció según el siguiente criterio:
Si LI ≤GNV+NRt≤LSse considera que no ocurre impacto, en caso contrario se considera que ocurre impacto
En dicho criterio, NRt es el nivel de referencia o valor medio de la variable en el testigo; LI es el límite inferior del intervalo de confianza del testigo y LS es el límite superior del intervalo de confianza del testigo.
Dado que Yn o valor encontrado para la variable en el último año de la serie se define
como Yn =GNV+NRt; surge la siguiente ecuación simplificada de GNV:
NRt Y
GNV = n − (2.6)
Donde: GNV: grado neto de variación de la variable en estudio para el período analizado; Yn: valor de la variable en el último año de la serie; NRt : nivel de referencia o valor medio de la variable en el testigo.
_____________________________________
Reemplazando y operando en los criterios para determinar la ocurrencia de impacto, se llega a lo siguiente:
Si LI≤Yn ≤LS se considera que no ocurre impacto, en caso contrario se considera que
ocurre impacto
La propuesta simplificada se fundamenta en que según las prácticas utilizadas, los desvíos respecto del valor de referencia del testigo, pueden incrementarse o revertirse a medida que transcurre el tiempo de cultivo. Si las mismas se revierten no se verificarán diferencias entre el testigo y el último año de la serie, lo que supone la no ocurrencia de impacto para el período de tiempo analizado; por el contrario si no se revierten y persisten, se obtendrán diferencias significativas con el testigo, donde la dimensión del impacto estará determinada por la ecuación simplificada propuesta.
Relevamiento de la tecnología de producción utilizada en el caso de estudio
A los efectos de establecer relaciones causa efecto entre los resultados obtenidos en el suelo y la tecnología de manejo del cultivo que incide sobre él, se efectuó el relevamiento de información a la empresa, mediante encuestas semi-estructuradas. Se indagó respecto de la superficie total en producción y por edad de parcelas implantadas, tipo de fertilizantes y dosis utilizadas en función de la edad de la plantación; dotación de agua de riego aplicada según edad de la plantación; origen del agua de riego, número de perforaciones para estos efectos y caudales erogados.
Relevamiento de la calidad del agua de riego del caso de estudio
Se extrajeron cinco (5) muestras de agua de las perforaciones que irrigan cada una de las parcelas muestreadas, a los fines de establecer su calidad en laboratorio. Sobre estas muestras de agua se efectuaron las siguientes determinaciones: pH lectura en potenciómetro; cloruros (meq/l), método de Mohr; conductividad eléctrica (dS/m), método conductimétrico y solución patrón de cloruro de potasio 0,01 M; sulfatos (meq/l), método turbidimétrico; carbonatos y bicarbonatos (meq/l), titulación con ácido clorhídrico, e indicadores ácido-base fenolftaleína y anaranjado de metilo; calcio y magnesio (meq/l), valoración con EDTA; sodio y potasio (meq/l), Fotometría de llama.
La aptitud de las mismas se determinó a partir de los grados de restricción de uso debido a salinidad, sodicidad y toxicidad por Na, a partir de la metodología propuesta por Ayers y Westcot (FAO 1976, revisión 1987) utilizada por la Universidad de California; y los criterios utilizados por el Ministerio de Agricultura de Israel, la Universidad de Texas y España, entre otros, según lo indicado en la Tabla 2.1.
Tabla 2.1. Criterios de clasificación para el agua de riego
Fuente
Parámetro
Grado de restricción de uso Ninguno Ligero a Moderado Severo RASo = 0,0-0,3 y CE = >0,7 0,7-0,2 <0,2 Universidad de California y FAO RASo = 0,3-0,6 y CE = >1,2 1,2-0,3 <0,3 RASo = 0,6-12 y CE = >1,9 1,9-0,5 <0,5 RASo = 12-20 y CE = >2,9 2,9-1,3 <1,3 RASo = 20-40 y CE = >5,0 5,0-2,9 <2,9 Ministerio de
Agricultura de Israel RAS (meq/l) <6,0 6,0-11,0 >11,0 Tamés (España) CSR (meq/l) <1,25 1,25-2,50 >2,50 Universidad Texas
A&M
RAS (meq/l) <5,0 5,0-15,0 >15,0 PSS (%) <40,0 40,0-80,0 >80,0
Referencias: RASº: Relación de Adsorción de Sodio corregida; CE: Conductividad eléctrica; RAS: Relación de Adsorción de Sodio; CSR: Carbonato de Sodio Residual; PSS: Porcentaje de Sodio Soluble
Como indicadores complementarios para sodicidad se utilizaron el CSR (Carbonato de sodio residual, Ec. 2.7) (Palacios y Aceves, 1970; De la Peña, 1986; Róblez Pérez, 2002) y la Relación de Ca (Índice de Kelly, Ec. 2.8)
Los cálculos se efectuaron de la según las siguientes ecuaciones:
(
CO HCO) (
Ca Mg)
CSR= 3 + 3 − + (2.7)
Donde: CSR: Carbonato de Sodio Residual; CO3: carbonatos del agua (me/l); HCO3: bicarbonatos del agua (meq/l); Ca+Mg: calcio más magnesio del agua (meq/l)
_________________________________________________
(
)
[
Ca Ca Mg Na]
*100IK = + + (2.8)
Donde IK: Índice de Kelly; Ca: calcio del agua (meq/l); Mg: magnesio del agua (meq/l); Na: sodio del agua (meq/l) _____________________________________________
(
Ca Mg)
2Na
RAS = + (2.9)
Donde: RAS: Relación de Adsorción de Sodio del agua de riego; Na: sodio del agua (meq/l); Ca+Mg: calcio más magnesio del agua (meq/l) _________________________________________________ 25
(
)
2 º º Na Ca Mg RAS = + (2.10)Donde: RASº: Relación de Adsorción de Sodio del agua de riego; Na: sodio del agua (meq/l); Caº: calcio corregido del agua (meq/l) según relación entre la conductividad eléctrica y la relación HCO3–/Ca del agua de riego (ANEXO 3, Tabla 24); Mg: magnesio
del agua (meq/l)
_________________________________________________
(
)
[
Na Ca Mg K Na]
*100PSS = + + + (2.11)
Donde: PSS: Porcentaje de Sodio Soluble del agua; Na: sodio del agua (meq/l); Ca: calcio del agua (meq/l); Mg: magnesio del agua (meq/l); K: potasio (meq/l)
________________________________________________
Los valores límites utilizados para el Índice de Kelly fueron: >35% Buena; < 35% Mala.