Historia del uso reciente de tierras de las sabanas de América del Sur. Estudios de casos en sabanas del orinoco 

Danilo López-Hernández¹, Rosa Mary Hernández-Hernández² y Michel Brossard³

¹Biólogo. Doctor en Ciencia del Suelo, Universidad de Londres, Inglaterra. Profesor, Universidad Central de Venezuela, (UCV). Dirección: Instituto de Zoología Tropical, Apartado 47058, Caracas 1041-A, Venezuela e-mail: lopezd@mpl.ird.fr

²Bióloga. Doctora en Ecología, UCV, Venezuela. Profesora CEDAT, IDECYT, Universidad Simón Rodríguez, Venezuela. e-mail: rhernandez@reaciun.ve

³Doctor en Suelos y Alteraciones, Universidad de Poitiers, Francia. Investigador, Institut de Recherche pour le Développement, Montpellier, Francia. e-mail: brossard@mpl.ird.fr

Resumen

    Las sabanas de Sudamérica con una superficie de 269×106ha extendidas en Brasil, Colombia, Venezuela, Guyana y Bolivia representan una de las mayores extensiones de tierra con potencial para la producción agrícola, constituyéndose en la principal alternativa para evitar la expansión agrícola hacia áreas de mayor fragilidad ecológica. Hasta hace unos 40 años estas sabanas estuvieron muy poco afectadas por la actividad antrópica, dedicándose principalmente a la ganadería extensiva. En los últimos 40 años las pasturas nativas de bajos requerimientos nutricionales están siendo reemplazadas por pastos africanos principalmente de los géneros Brachiaria y Andropogon. Igualmente, ha ocurrido una reforestación extensiva para producción de madera y papel con especies introducidas de Pinos y Eucaliptos que se adaptan muy bien a las condiciones agroclimáticas del trópico bi-estacional. La introducción de pastos y de cultivos anuales y perennes en sabanas ha sido posible solo, bajo un esquema de fertilización (N, P, K y encalado). Aunque las modificaciones al paisaje introducidas por los nuevos usos de la tierra son ahora en sitios alejados de los grandes centros urbanos y relativamente poco perceptibles, si se toma en consideración las grandes extensiones de tierras de sabanas que están siendo afectadas y las que lo serán por formar parte de proyectos agrícolas, será inevitable una modificación profunda de esos biomas. En este trabajo se hace una revisión preliminar comparativa del proceso de colonización agrícola en los llanos y cerrados. En la necesidad de generar indicadores ligados a los procesos biogeoquímicos afectados, se presentan tres estudios de casos para sabanas venezolanas.

Summary

    South American savannahs cover a surface of 269×106ha in Brazil, Colombia, Venezuela, Guyana and Bolivia. In a world scale savannahs are one of the most important land extensions with agricultural potential for crop and forestry production. These territories also constitute the main alternative to agricultural expansion into ecologically fragile tropical areas such as tropical rainforests and hillsides. Forty years ago anthropic activity had little effect on Latin American savannahs, since they were used for extensive cattle raising. In the last four decades, however, the natural herbaceous vegetation with low nutrient requirements in the savannahs (llanos) of Colombia and Venezuela, as well as in the Cerrado (Brazil) has been replaced by introduced African pastures, particularly from the genera Brachiaria and Andropogon. Furthermore, intensive reforestation programs for timber and pulpwood commercialization have introduced species able to cope with the environmental conditions, such as Pinus and Eucaliptus. The introduction of African pastures and annual and perennial crops has been possible with fertilization (N, P, K and lime). The landscape modifications caused by these land uses are usually far from the urban areas and are still considered to be low. However, if the entire land surface currently affected by agriculture and agroforestry use and the land yet to be incorporated into projects is taken into consideration, a profound modification is expected to occur in these biomes. Herein is presented a preliminary comparative review of the agricultural colonization processes in the Llanos and Cerrados. In the need to generate indicators related to biogeochemical processes, three case studies from Venezuelan savannahs are presented.

Resumo

    As savanas de Sul América com uma superfície de 269×106ha estendidas no Brasil, Colômbia, Venezuela, Guiana e Bolívia representam uma das maiores extensões de terra com potencial para a produção agrícola, constituindo-se na principal alternativa para evitar a expansão agrícola para áreas de maior fragilidade ecológica. Ha 40 anos atrás estas savanas estiveram muito pouco afetadas pela atividade antrópica, dedicando-se principalmente à criação extensiva de gado. Nos últimos 40 anos as pastagens nativas de baixos requerimentos nutricionais estão sendo substituídas por pastagens africanas principalmente dos gêneros Brachiaria e Andropogon. Igualmente, tem ocorrido um reflorestamento extensivo para produção de madeira e papel com espécies introduzidas de Pinheiros e Eucaliptos que se adaptam muito bem às condições agro climáticas do trópico bi-estacional. A introdução de pastagens e de cultivos anuais e perenes em savanas tem sido possível somente, sob um esquema de fertilização (N, P, K e encalado). Embora as modificações à paisagem introduzidas pelos novos usos da terra sejam agora em lugares afastados dos grandes centros urbanos e relativamente pouco perceptíveis, se levamos em consideração as grandes extensões de terras de savanas que estão sendo afetadas e as que serão por formarem parte de projetos agrícolas, será inevitável uma modificação profunda desses biomas. Neste trabalho se faz uma revisão preliminar comparativa do processo de colonização agrícola nas planícies e cerrados. Na necessidade de gerar indicadores ligados aos processos bio geoquímicos afetados, se apresentam três estudos de casos para savanas venezuelanas.

Palabras clave/ Cerrado / Ciclos Biogeoquímicos / Gases Invernadero / Indicadores de Sostenibilidad / Llanos /

Recibido: 11/04/2005. Modificado: 18/08/2005. Aceptado: 01/09/2005.

 

    Las sabanas representan 43% de la superficie terrestre, por lo que constituyen el primer bioma intertropical, el mismo ocupa vastas regiones en América del Sur, África, Sureste Asiático y Australia. Las sabanas son caracterizadas por asociaciones de vegetación herbácea con presencia, o no, de árboles esparcidos y con patrones estaciónales de disponibilidad de agua determinados por una marcada estación climática seca. Las sabanas de Sudamérica con una superficie de más de 269×106ha extendidas en Brasil (204×106ha), Colombia (23×106ha), Venezuela (25×106ha), Guyana (4×106ha) y Bolivia (13×106ha) (Rippstein et al., 2001; Tabla I) representan a escala mundial una de las mayores extensiones de tierra lo cual le da potencialidad para la producción agrícola o silvícola. Véanse los ensayos y programas de los organismos gubernamentales involucrados, tales como EMBRAPA en Brasil, ICA (hoy CORPOICA) en Colombia, FONAIAP (hoy INIA) en Venezuela, al igual que centros científicos como CIAT, en Colombia. Sin embargo, es bien conocido que no toda esa superficie es apta para ser cultivada; en buena extensión los suelos adolecen de limitaciones físicas y químicas, que junto con la marcada estacionalidad climática reducen el espectro de posibilidades para la producción agrícola. Más aún, los cultivos recién implantados en sabanas, al igual que en otras regiones del trópico, son sujetos inmediatamente a estrés biológicos (plagas), inducidos por los hongos y bacterias endémicos y los insectos que cohabitan en el ambiente.

    Las grandes extensiones de sabanas son, al mismo tiempo, la principal alternativa para evitar la expansión hacia áreas tropicales que se suponen de mayor fragilidad ecológica como las laderas de montañas y el bosque tropical húmedo (López-Hernández, 1999).

    Hasta hace unos 40 años las sabanas de Sudamérica estuvieron dedicadas principalmente a la ganadería extensiva, con pastoreo sobre gramíneas nativas de baja calidad nutricional (Tabla I). Combinado a este manejo subsiste el uso de la quema para eliminar el material lignificado de las especies nativas y permitir el rebrote de pastos tiernos-más palatables, como única práctica agrícola (Kornelius et al., 1979; López-Hernández, 1995; Lopes et al., 1999).

    En los últimos 40 años, tanto en la zona del Cerrado brasileño como en las sabanas (Llanos) de Colombia y Venezuela las pasturas nativas de bajos requerimientos nutricionales han venido siendo reemplazadas por pastos introducidos de África, principalmente de los géneros Brachiaria y Andropogon (Pizarro et al., 1996). En el caso de Colombia estas pasturas han sido asociadas a leguminosas forrajeras como Arachis pintoi, Desmodium ovalifolium y Centrosema acutifolium. Igualmente y puesto que el ambiente (suelos y clima) se presta, en las sabanas orientales venezolanas, también se ha impuesto una reforestación extensiva con especies introducidas de pinos y eucaliptos (Tabla I) con fines comerciales para producción de madera y papel. No obstante, la introducción de todas esas nuevas prácticas agrícolas, en los llanos colombianos y venezolanos persiste el sistema de ganadería extensiva como el sistema de manejo agrícola predominante.

    La introducción de pastos africanos y de cultivos anuales y perennes en sabanas solo fue posible bajo un esquema de fertilización, principalmente con abonos inorgánicos (N, P, K y encalado), ya que con escasas excepciones los suelos altamente intemperizados de la región, ferrasoles (oxisoles) y acrisoles (ultisoles) poseen una baja o muy baja fertilidad natural y reacción ácida (Tabla I). Por otro lado, dado sus características, los suelos de estas regiones presentan niveles de P total muy variables, mientras que el P y el N disponible a las plantas son generalmente muy bajos (Hernández-Valencia y López-Hernández, 1999; Corazza et al., 2003).

    En estos ecosistemas los bajos niveles nutricionales, al igual que la marcada estacionalidad en la precipitación, que por lo general corresponde con seis meses de intensas lluvias (con ocasionales veranillos, particularmente en el Cerrado) y seis meses de sequía, (Tabla I), hacen que igualmente los contenidos de materia orgánica (MO) y de los elementos involucrados a la actividad de producción-descomposición, los llamados elementos biógenos (C, N, S), sean muy variables comparados a suelos de otros biomas (Brossard et al., 1997; Chapuis-Lardy et al., 2001). De la misma manera, la actividad biológica de la meso y microfauna y la de los microorganismos, se ve afectada por los bajos niveles nutricionales y de MO, al igual que por la estacionalidad del ciclo lluvia-sequía (Araujo y López-Hernández, 1999; Nethuzhilin et al., 1999). Las modificaciones introducidas por las transformaciones de estos paisajes son en los sitios alejados de los grandes centros urbanos, relativamente poco perceptibles (dependiendo de la escala), pero si se toma en consideración las grandes extensiones de tierras de sabanas que están siendo afectadas, y las que se afectarán en futuros proyectos de expansión agrícola, una modificación profunda de esos biomas será inevitable. Así, las lecciones que nos darán la reciente intervención humana en sabanas y cerrados debe nutrir los debates y reflexiones sobre el devenir del dominio agrícola intertropical. En este ensayo se hace una revisión comparativa del proceso de colonización agrícola en los llanos y cerrados, particularizando la necesidad de generar indicadores que permitan evaluar los cambios inherentes a los diferentes componentes de los agro-ecosistemas de sabanas, en especial a la calidad del suelo. Particular énfasis se coloca en el subsistema suelo, por ser este subsistema uno de los principales recursos responsable del desarrollo productivo, y muchos de estos indicadores a su vez están ligados a los procesos biogeoquímicos afectados.

Evolución de la Agricultura en Sabanas

    Las sabanas sudamericanas, no obstante constituir ecosistemas continuos, presentan entre ellas importantes diferencias ecológicas, fisiográficas, estructurales y funcionales. Así, los Llanos de Colombia y Venezuela son comparativamente más homogéneos, con relación a los factores climáticos y edáficos, que las sabanas en Brasil, Bolivia y Guyana. En las sabanas de Brasil y Bolivia la principal limitación es la baja fertilidad de los suelos y alta fijación de P; los suelos de las sabanas colombianas y venezolanas tienen además otras limitaciones de tipo físico, como el sellado y la compactación, que disminuyen considerablemente el movimiento de agua en el perfil (Amézquita et al., 2004), o las fuertes limitaciones por estrés hídrico debido a sequía ambiental o períodos de fuerte inundación en las sabanas hiperestacionales y estacionales de los Llanos venezolanos (López-Hernández et al., 1994).

    A pesar que el clima de las sabanas de los Llanos colombianos y venezolanos es marcadamente estacional unimodal, existe un claro gradiente de disminución de la precipitación total anual que va en sentido oeste (2700mm) - este (800mm), con un gradiente en la duración de la estación de sequía, variando desde 1 a 3 meses en el suroeste, a 5 a 6 meses en el este (Tabla I). El gradiente en las condiciones climáticas, las diferentes posiciones del paisaje (planicies aluviales, planicies eólicas, altiplanicies y colinas), resulta en un gradiente de las especies dominantes de la vegetación y en diferencias en las condiciones y tipos de suelos, que inciden en las formas de manejo que deben ser implementadas para la producción agrícola y pecuaria en las sabanas.

    Estas características del medio físico llevaron a que durante muchos años se consideraran los biomas sabanas como no aptos para la producción agrícola, reservándose básicamente para la ganadería extensiva. Lo que en sí no deja de ser una paradoja, ya que es en las sabanas africanas donde evolucionó la especie humana y donde numerosas sociedades africanas han logrado adaptar sus prácticas agrícolas (Pieri, 1995). En las sabanas sudamericanas, la presencia humana es de más reciente data, sin embargo hay registros prehistóricos de más de 12000 años (Barbosa y Schmiz, 1998).

    En Venezuela, hasta la primera mitad del siglo XX, la agricultura en sabanas, básicamente de subsistencia, se limitaba a los suelos jóvenes (entisoles) de las márgenes de ríos y vegas (Carvallo, 1995; López-Hernández y Ojeda, 1996). La agricultura de excedentes llega a las sabanas de la Orinoquía colombo-venezolana en el momento en que se pudieron corregir sus deficiencias nutricionales, utilizándose altas dosis de fertilizantes solubles y esquema de producción de altos insumos (López-Hernández y Ojeda, 1996). En el Cerrado brasileño ocurrió un proceso similar (Goedert, 1983, Lopes et al., 1999) fruto de una política agrícola gubernamental orientada. También se hizo necesario la introducción o generación in situ de cultivares mejorados y en muchos casos se ha implementado una red de riego adecuada para aumentar el número de ciclos de cultivo.

    Las variaciones en la intensidad de uso de la tierra en muchos casos han sido definidas por el tipo de paisaje; así en las sabanas colombo-venezolanas, gran parte de las tierras bajo cultivos y pasturas están concentradas en las altiplanicies y en las planicies aluviales.

    De gran importancia en la extensión agrícola de la sabana han sido los cultivos de algodón, sorgo, arroz y maní (un proceso similar de expansión en rubros agrícolas ocurrió en los últimos 50 años durante la tecnificación de la agricultura en las sabanas de África Central; Pieri, 1989), así como la producción de ganado (leche y carne) en forma intensiva en las sabanas del piedemonte andino, pasando por los cultivos de sorgo y maíz en los Llanos Centrales venezolanos y hacia las altiplanicies orientales, que tienen suelos de muy baja fertilidad donde ha ocurrido una expansión importante de la agricultura en los rubros de maní, melón, sésamo, sorgo, maíz y extensas plantaciones de Pinus caribaea.

    La conversión de las sabanas en campos bajo cultivo, en el caso de Colombia, comenzó igualmente en la década de 1960, cultivándose principalmente arroz como paso previo para establecer las pasturas (Sanz et al., 2004). Hacia la década de 1980, algunas áreas fueron plantadas con palma aceitera y en los 90, con el desarrollo de variedades e híbridos de maíz adaptadas a suelos ácidos, ha habido una inusitada dedicación a la producción de cereales, especialmente bajo sistemas de rotación con cultivos de soya tolerantes a suelos ácidos (Narro et al., 2004). Por otra parte, en el Cerrado, la rotación soya-maíz se estableció rápidamente en 1970-75, y hasta ahora representa el sistema de rotación más común.

    En las sabanas pobremente drenadas la principal forma de uso de la tierra es la ganadería. La ubicación de los animales se ha realizado desde tiempos coloniales bajo una práctica con división de potreros en función de separar unidades fisiográficas en áreas bajo condiciones de inundación y áreas bien drenadas, en estas últimas predominan especies menos nutritivas pero accesibles en la época de lluvia (López-Hernández, 1994). En el caso de los llanos inundados venezolanos un programa de construcción de diques modulares para represar el agua, regular inundaciones y mejorar la condición hídrica de especies vegetales hidrófilas tal es el caso de Leersia hexandra, Hymenachne amplexicaulis y Paspalum fasciculatum se adelantó bajo iniciativa estadal en los años 70 (López-Hernández et al., 1994). Bajo el esquema de modulación el ganado se alimenta con pastos de mejor calidad nutricional, una vez que los niveles de agua descienden en los períodos de transición lluvia-sequía y sequía, y los animales son trasladados de un lugar a otro. En las sabanas inundables colombianas pocos cambios se han realizado bajo este particular tipo de manejo.

    Vemos así que entre las sabanas sudamericanas al intensificarse el uso de las tierras ha habido diferentes grados de desarrollo agropecuario. Sobre esos procesos ha influido, desde factores ambientales a factores políticos y socioeconómicos. En el caso de las sabanas colombianas, la intensificación de la agricultura se ha dado hacia las sabanas vecinas de las principales ciudades (Villavicencio, Granada, Puerto Gaitán) y a lo largo de las principales carreteras que las conectan. En Venezuela, a pesar que en los últimos 20 años no existen registros exactos de la proporción de tierras bajo diferentes modalidades de cultivos y manejos (Rondón et al., 2005) se conoce que aproximadamente 26% de las de sabanas están bajo manejo agrícola, lo que no es de extrañar ya que el país dispone de una extensa red de carreteras, indicando así un uso más intensivo de las sabanas venezolanas en relación a las colombianas. Cabe resaltar que hay una vasta extensión de este bioma Llano que aún podría ser convertido en unidades de producción agropecuaria, mientras que en el caso brasileño, la dedicación del Cerrado al uso agrícola ha transformado este bioma en uno de los potenciales más importantes en la producción del país (Théry y Mello, 2005). Sin duda la situación política de Colombia, en lo que concierne a los conflictos internos con la guerrilla, afecta la intensidad de uso agropecuario, en particular de sus Llanos orientales.

Problemas Asociados a la Agricultura Intensiva

Los sistemas de producción convencionales y su sostenibilidad

    La utilización intensiva de las sabanas sudamericanas para actividades agrícolas condujo a i) la introducción de maquinarias, ii) el uso de altas dosis de fertilizantes, iii) la introducción de agroquímicos para el control de plagas y vegetación indeseable, y iv) la sustitución de los pastos nativos por pasturas introducidas de alto valor alimenticio. Este proceso de tecnificación de la agricultura en sabanas, en particular en los casos brasileño y venezolano, estuvo asociado a una política de subsidio que adelantó el gobierno de Brasil a partir de los años 50 y el de Venezuela en la década de los 70 (Waniez, 1992; López-Hernández y Ojeda, 1996; Lopes et al., 1999).

    La utilización de manejos altamente tecnificados se ha reflejado en una mejora significativa en los niveles de producción tanto de cultivos como en los pastos introducidos; sin embargo, con el devenir de los años se ha evidenciado un rápido deterioro de los suelos de sabanas que se refleja principalmente en sus propiedades físicas (compactación, erosión). Igualmente se refleja en sus propiedades químicas, especialmente por el impacto en la disminución de la MO, señalada en más de un 20%, cuando se usa de forma continua la labranza convencional, ocasionando desarreglos nutricionales y toxicidades (Hernández y López-Hernández, 2002b). No menos importante es el impacto en las propiedades biológicas del suelo, relacionadas con el desarrollo de la biomasa de organismos y de sus actividades (Campos, 1999). Para el Cerrado las pérdidas de propiedades físicas, al parecer no son fáciles de evidenciar (Balbino et al., 2002). En el caso de las pasturas el fenómeno de deterioro se refleja en la llamada degradación o pérdida de producción de los pastos introducidos y la invasión de malezas (Boddey et al., 1996).

    En la esfera ambiental, la conservación de las sabanas y de su biodiversidad es un tema preocupante cuando se analiza lo que ha sido su intervención hasta la fecha y se considera que éstas son unas de las principales áreas previstas para la expansión agrícola. Tanto el efecto del fuego, el pastoreo y la deforestación son factores asociados al incremento de la desertificación a escala mundial y el aumento de la emisión de gases a la atmósfera. Lo cierto es que, en la región, el fuego y la deforestación son más recurrentes y extensos de lo que era originalmente, pudiendo potenciar un cambio de régimen regional de las lluvias (Lobo, 2001). Las quemas periódicas de las sabanas colombianas de las altiplanicies son las responsables, por ejemplo, de las emisiones de un 41% del total de metano y 3% del óxido nitroso en esas zonas (Rondón, 2000). Cabe también resaltar la contribución al CO₂ de los carbonatos utilizados en el encalado (Bernoux et al., 2003). Sin embargo el suelo de las sabanas puede convertirse, con un manejo adecuado, en un sumidero de carbono, contrarrestando en cierta medida las emisiones de CO₂ al ambiente. La dirección del equilibrio fuente-sumidero, es generalmente determinada por el manejo dado al suelo.

Sistemas de manejo de labranza convencional y conservacionistas

    El principal tipo de labranza utilizado en los sistemas de producción de cereales y leguminosas en sabanas es la labranza convencional (Sánchez, 1989; Lopes et al., 1999). Sin embargo, una fuerte y continua mecanización conlleva a la compactación (FAO, 1992) y a la formación de costras y de piso de arado. Una intensa mecanización produce cambios en el balance hídrico del suelo, disminuyendo la infiltración y el intercambio gaseoso que afecta la actividad y número de microorganismos (Doran et al., 1998; Hernández y López-Hernández, 2002a,b). Estos cambios pueden activar procesos de erosión intensos que llevan a la degradación del suelo y finalmente, a largo plazo, a la disminución de la producción. Al respecto, la información presentada por Stocking (2003) es un claro ejemplo de esta interrelación, pues muestra una caída de la producción de cultivos tropicales estrechamente relacionada al aumento de la erosión de los suelos.

    En relación a la intensidad de labranza, en el otro extremo, están los sistemas conservacionistas de manejo como la siembra directa y mínima labranza, que llevan la mecanización para la siembra y el control de malezas a su mínima expresión (FAO, 1992). En estos manejos se usa una cobertura vegetal (viva o muerta) de 30% como mínimo.

    Los sistemas conservacionistas de preparación del suelo no son novedosos, ya que han sido utilizados en Europa desde hace mucho tiempo; sin embargo, han sido poco usados particularmente en Venezuela y Colombia debido a: i) Los altos rendimientos que se logró obtener en el pasado siglo, a través de la revolución verde (cultivares mejorados) en conjunto con la opción biotecnológica (organismos genéticamente modificados); el incremento en producción, sin embargo conllevó a un aumento en el uso de agroquímicos y de fertilizantes, prácticas que han resultado en efectos deletéreos para el suelo y el ambiente en general (Siqueira y Moreira, 1999). b) La resistencia al cambio por parte de los agricultores motivado por el temor a no poder controlar plagas y malezas, así como a la inexistencia de estudios económicos del costo de este tipo de manejo (Swift et al., 1994). c) La dificultad para producir solo con sistemas conservacionistas los crecientes e inmediatos requerimientos de alimentos de la población. d) La política de subsidio estatal que se dió a fertilizantes y otros insumos por parte de algunos gobiernos, en particular el brasileño y el venezolano, durante la década de los años 70 y buena parte de los 80 (López-Hernández y Ojeda, 1996; Lopes et al., 1999). Los sistemas de labranza reducida en condiciones de sabanas son sin embargo grandes consumidores de productos fitosanitarios para el control de malezas. Dados los problemas en física y química de suelos encontrados en los sistemas intensivos, y las necesidades de conservación de suelos (Blancaneaux et al., 1993; Seguy et al., 1996), los productores brasileños decidieron pasar a cultivos bajo labranza "semireducida" durante los 80 y actualmente 13,47×106ha se cultivan con este esquema, lo que representa 32% de la superficie bajo siembra de granos. También se calcula que en el Cerrado por lo menos 2×106ha están siendo sembradas bajo estos sistemas. Es de notar, sin embargo, que en Venezuela y Colombia es muy escasa la superficie cultivada bajo labranza mínima, apenas 0,17×106ha y 0,001×106ha, respectivamente (Rondón et al., 2005).

Los sistemas integrados agricultura-ganadería

    En los últimos años se ha popularizado un sistema de producción integrado entre ganadería y agricultura que aprovecha principalmente el potencial sinérgico de ambos componentes en el tiempo y el espacio. El sistema busca recuperar la productividad de pasturas degradadas y simultáneamente restablecer las condiciones del suelo en sistemas de cultivos anuales (Oliveira et al., 1996; Ayarza et al., 1998). Lopes et al. (1999) señalan que esta estrategia de utilización de las sabanas se ha hecho más atractiva con la inclusión de técnicas de labranzas conservacionistas (cero-labranza y labranza mínima) en cultivos anuales. En Venezuela diversos grupos de investigación realizan evaluaciones agro-ecológicas de estos sistemas integrados en las sabanas de los llanos centrales. En los ensayos se determinan rotaciones de cultivos más promisorias, fuentes de fertilización más «amigables» con el ambiente, que incluyen desde fertilización orgánica y uso de roca fosfórica hasta biofertilizantes a partir de cepas nativas. Igualmente se hacen investigaciones en la determinación de las coberturas, o mezclas de coberturas asociadas, que tengan un impacto positivo en los agrosistemas de sabana.

Necesidad del Desarrollo de Parámetros o Indicadores para Medir la Sostenibilidad en Sabanas

    La agricultura sostenible al igual que el desarrollo sostenible, al cual va enlazado de manera inherente, debe incluir el manejo exitoso de los recursos disponibles para satisfacer las necesidades de la población actual y de las generaciones futuras, y a la vez debe mantener o mejorar la calidad ambiental y los recursos naturales (Bruntland, 1987). Para que este desideratum sea posible se debe lograr una adecuada calidad ambiental que en muchos casos se traduce en una buena calidad de suelo, concepto que se ha venido desarrollando en los últimos 15 años (Doran y Parkin, 1996) y que se ha rediscutido recientemente por Martin y Leroy (2002) y Stocking (2003).

    La sostenibilidad de un sistema de producción es un concepto muy complejo que debe ser evaluado tomando en consideración el tipo de tierra y ecosistema específico, pero esta evaluación es válida solo para un período de tiempo definido y dentro de las limitaciones físicas, económicas y sociales de la región (Dumansky, 1993). Por tanto, un sistema que es sostenible bajo determinadas condiciones socioeconómicas y edafoclimáticas, no necesariamente lo es cuando cambian estas condiciones (García-Guadilla y López-Hernández, 1998).

    Buena parte de los estudios de sostenibilidad se basan en que existen atributos de los recursos que conforman los sistemas agrícolas que pueden ser utilizados como indicadores de calidad. En estas evaluaciones ha sido más común la cuantificación de indicadores "técnicos", basadas en medición de variables del sistema, que han llevado al establecimiento de agroecosistemas "sostenibles", a partir de los cuales se hacen recomendaciones a los productores para que usen las tecnologías propuestas. Menos frecuente es determinar las necesidades de las comunidades y la percepción de éstas sobre el manejo de los recursos, de forma que sugieran las recomendaciones a ser tomadas en la formulación de políticas, programas o proyectos de desarrollo de agroecosistemas sostenibles regionales. Estos últimos indicadores, producto de la generación del conocimiento local en el manejo de recursos y manifestados en un lenguaje propio del productor, son los denominados indicadores locales. Experiencias en la generación de este tipo de indicadores para estudios de calidad de suelo han sido desarrolladas con éxito por el CIAT en los Llanos colombianos. Los mismos, podrían tener cabida a futuro en las nuevas políticas de desarrollo agrícola para los Llanos venezolanos, dominados por ecosistemas de sabanas con numerosas unidades de producción que abarcan de pequeños a grandes productores. La identificación del indicador, el establecimiento de los niveles críticos y la priorización de los indicadores, deben llevar a desarrollar un monitoreo de calidad de recurso en continuo "feedback" con el usuario, para establecer un sistema de monitoreo que permita finalmente decidir una lista de indicadores que conduzcan a tomar decisiones de manejo de recursos naturales. Las investigaciones en esta línea son muy escasas y establecen un gran reto en las evaluaciones de programas de producción agrícolas en las sabanas con una visión de sostenibilidad.

    Por otro lado, la definición de parámetros e indicadores "técnicos" para medir la sostenibilidad es una tarea compleja, más aun si lo que se quiere es evaluar los nuevos sistemas de producción o sistemas alternativos; los estudios de factibilidad necesarios en estos casos no pueden hacerse a corto sino a largo plazo (Amézquita et al., 1999). En este último punto, las amenazas de eliminación, o el cambio de experimentos de larga duración a ensayos a corto plazo por causas estrictamente financieras, constituye un problema que debe plantearse formalmente en nuestras comunidades científicas y los centros de decisiones en políticas de investigación.

    La sostenibilidad de los sistemas agrícolas de producción depende del mantenimiento o de las mejoras que se hagan a las características físicas, químicas y biológicas del suelo. Por tanto, es necesario establecer parámetros para detectar en forma temprana la degradación del suelo y en consecuencia poder así evaluar los efectos de los manejos agronómicos.

    Entre los factores físico-químicos del suelo que pueden influenciar la sostenibilidad se incluyen la presencia de la MO, nutrientes (déficit o toxicidad), al igual que la activación o retardo de procesos como acidificación, salinización, compactación, etc. Todos estos factores se interrelacionan en los procesos dinámicos que ocurren en el suelo, por lo que pueden ser utilizados como indicadores de cambios en los sistemas (Chacón et al., 1998). La Tabla II presenta información sobre el conjunto mínimo de datos físicos, químicos y biológicos que son necesarios para monitorear la condición, calidad y salud del suelo de acuerdo a las normas propuestas por la Soil Science Society of America, entre los que se encuentran datos de larga data de utilización en el estudio de procesos en suelos, tal es el caso del pH, MO y conductividad eléctrica, entre otros. Igualmente se destacan parámetros de más reciente utilización como es el caso de las biomasas microbianas.

    A fin de demostrar la bondad de algunos de estos parámetros, se referirán tres estudios de casos realizados en los Llanos Centrales y Orientales de Venezuela. Información similar puede ser presentada para el Cerrado y las sabanas de Colombia, como lo demuestra la amplia información generada por los equipos de investigación del CIAT establecidos en la Orinoquia de Colombia y del EMBRAPA en el Cerrado (Guimarães et al., 1999).

    Cambios en una sabana protegida de quema y pastoreo durante 30 años. La Estación Biológica de los Llanos en Guárico Central, Venezuela, estuvo protegida de la quema y pastoreo durante unos 30 años, situación que ha permitido un cambio en la composición de especies vegetales reflejado principalmente en una disminución del componente herbáceo y un incremento en la densidad y diversidad del componente leñoso (Fariñas y San José, 1985). La ausencia de fuego en la Estación también permitió la permanencia y acumulación de una capa de hojarasca que, aunada a una disminución en la pérdida de nutrientes por la quema (volatilización, en particular de N y S), contribuyó de manera notable a un aumento en el componente leñoso en la sabana protegida, así como a incrementos en parámetros asociados con los indicadores de sostenibilidad reseñados en la Tabla II. Los cambios inducidos por la protección de la sabana se ven reflejados en la naturaleza física y estructural del suelo y en los parámetros asociados con la fertilidad y bioquímica de suelos (Tabla III; Guerere, 1992). En la sabana protegida del fuego y pastoreo ocurre una mejora del estado de agregación del suelo (disminución de la compactación) que tiene un efecto marcado sobre la capacidad de campo y disponibilidad de agua en la superficie. Parámetros asociados a la mejora de la biofertilidad se incrementan a través de la protección de la sabana; tal es el caso de la suma de bases cambiables, contenido de C y N, al igual que la biomasa microbiana, que aumentó en un 25%.

    Indicadores de sostenibilidad en una sabana bajo cultivo anual con diferentes intensidades de labranza. Otro estudio de caso corresponde a una comparación de parámetros físico-químicos y biológicos en suelos bajo labranza convencional y conservacionista en una región de los Llanos Centrales del Estado Guárico, uno de los principales productores de cereales de Venezuela. La forma de manejo predominante en la región es el monocultivo de maíz bajo labranza convencional; sin embargo, se están implementando otras formas de producción de maíz a través del uso de la siembra directa. Bajo esta modalidad se cuenta con experiencias de varios años de siembra de maíz dejando restos de residuos de la cosecha anterior, o el uso de la asociación de maíz con coberturas perennes de gramíneas y leguminosas. La forma usual de manejo conservacionista implica ningún pase de rastra superficial, con uno o dos pases de rotativa, aplicación de herbicida sistémico, siembra y fertilización mecanizada mediante un equipo diseñado para siembra directa (Hernández-Hernández y López-Hernández, 2002b).

    Una comparación entre los manejos propuestos permite señalar que la siembra directa (Tabla IV) es una forma de manejo que crea condiciones en el suelo que propician un funcionamiento similar al suelo de sabana natural (Hernández-Hernández y López-Hernández, 2002b). En ambos casos se favorecen los compartimientos de materia orgánica que conservan N y C en un plazo corto de tiempo. Se minimiza la activación de los procesos de erosión por un incremento de la estabilidad de los macroagregados en un 30% aproximadamente en los suelos bajo siembra directa (Hernández et al., 2000). Los procesos de ganancia de MO prevalecen sobre los procesos de pérdida. En este sentido hay un menor impacto en las emisiones de CO₂ al ambiente por esta vía en 0,02Mg·ha^-1 (Tabla IV). Si se considera que en las sabanas de Venezuela hay aproximadamente 0,17×106ha sembradas con cultivos anuales bajo labranza reducida (Rondón et al., 2005), donde solo en dos años hubo un incremento de 78,6% en el área de sabanas de los Llanos Centrales venezolanos cultivadas con siembra directa, y este tipo de manejo aumenta en un 36% el C total del suelo comparado con la labranza convencional, y 7% con respecto a la sabana natural (Tabla IV), se evidencia el papel destacado de la siembra directa en el aumento del secuestro de C en el suelo de sabana. De hecho, el C almacenado en el suelo hasta los 30cm de profundidad, ha aumentado en 4Mg·ha-1 sobre el promedio de los suelos de sabanas donde esta práctica ha sido implementada (Rondón et al., 2005). Según la Tabla IV, los indicadores señalan que este aumento se produce principalmente por el incremento de la fracción ligera de la MO en un 270%, lo que confiere a este indicador una alta sensibilidad a los cambios, mayor que a la biomasa microbiana.

    En contraposición a lo anterior, la labranza convencional promueve los procesos de pérdida de la MO al disminuir los compartimientos de fácil y lenta descomposición, favorece la descomposición sobre la inmovilización, disminuye la estabilización de los agregados y activa los procesos de erosión, al reducirse en un 80% la proporción de macroagregados estables (Hernández et al., 2000). Como resultado de este funcionamiento, no obstante que se usen cantidades considerables de fertilizantes, la tendencia es que estos sean ineficientemente utilizados en el agroecosistema, por la intensificación de los procesos de irrupción de los mecanismos de conservación de elementos. En conclusión, los suelos de los Llanos Centrales que están bajo siembra directa pueden funcionar más lentamente en la dinámica del N y C y tener menos disponibilidad de nutrientes a las plantas, pero a mediano plazo posiblemente estas prácticas se pueden constituir en formas de manejo que permitan un uso más sostenido de los suelos de sabana, al contribuir a mantener y a veces aumentar el nivel de C y otros elementos esenciales, y lograr un incremento de la estabilidad de los agregados ante los cambios cíclicos de humedad-sequía del clima de sabana.

    Indicadores de sostenibilidad en una sabana bajo plantaciones de P. caribaea. El último estudio de caso corresponde a un sistema de monocultivo forestal que ocupa 0,8×106ha en los Llanos Orientales venezolanos, destinadas a la producción de pulpa para papel y a la explotación del recurso maderero. Si bien estos sistemas forestales han incrementado el almacenamiento de C, apuntalado principalmente por el aumento de la fracción ligera de la MO en casi 2Mg·ha-1, los indicadores biológicos muestran cómo estos sistemas no favorecen la actividad microbiana en el suelo, y la biomasa microbiana tiende a disminuir después que estas plantaciones permanecen por más de 14 años en los suelos de sabanas (Tabla V; Campos, 1999). Es por ello que se evidencia que no se mejoran los niveles de N total en el suelo a pesar del incremento de la MO. Muy posiblemente la vía de entrada orgánica que pudieran constituir el colchón de acículas que se deposita sobre la superficie del suelo, y que incrementa directamente la fracción ligera de la MO, no contrarresta la demanda que tiene la plantación y las pérdidas que ocurren por lixiviación. La calidad del material orgánico del pinar, en particular el contenido de lípidos (Jambu et al., 1978), puede ser responsable de la disminución en 0,01Mg·ha-1 de la actividad microbiana evaluada como producción de CO₂.

Discusión

    Aunque la investigación en el ecosistema sabana se ha venido desarrollando durante más de cinco décadas, es solo en las dos últimas décadas cuando se ha empezado a perfilar un proyecto o cuerpo de investigación más específico, en donde los aspectos relacionados con la sostenibilidad de la agricultura en sabanas y la búsqueda de parámetros para poder medir la calidad del suelo están implícitos.

    Como se desprende de la información suministrada, existe un cuerpo de investigación muy extenso sobre el manejo agronómico de los suelos del Cerrado brasileño y de los Llanos de Colombia y Venezuela. Más aún, se ha podido constatar en reuniones internacionales (MAS, 1995) que, aparte de la información reseñada en medios arbitrados especializados, existe mucha data contenida en medios de escasa difusión (la llamada publicación gris). Sin duda una de las tareas más importantes a realizar a futuro, aparte de la evaluación de las bondades (o no) de los sistemas integrados y alternativos de manejo en los suelos de sabanas, es la implementación de indicadores y parámetros para medir la sostenibilidad de los sistemas de producción agrícola. Esta sostenibilidad, de acuerdo a Amézquita et al. (1999), puede ser desglosada en dos vertientes: i) parámetros edafoclimáticos y ii) el diagnóstico del perfil del suelo (calidad del suelo). Con relación a los primeros, suficiente data existe desde hace años en las zonas de sabanas como para poder hacer predicciones; igualmente se dispone de las herramientas de computación apropiadas como para hacer las predicciones pertinentes. En lo que concierne a los segundos; se ha acumulado información a nivel de Cerrado y sabanas acerca del impacto de los diferentes sistemas de producción agrícola y formas de manejo sobre parámetros físico-químicos y biológicos que bien merecen un análisis más integral. Particular énfasis se debe colocar en nuevas metodologías para medir compartimentos biológicos, a saber: biomasas microbianas (C, N, P), papel de las micorrizas, papel de los organismos del suelo (lombrices, termitas, microartropodos) y su potencial utilización como bioindicadores del impacto de sistemas agronómicos; igualmente es necesario un análisis más profundo sobre los procesos de inmovilización y mineralización de N y P, y en la utilización de las fracciones más activas de la MO y del P y las enzimas del suelo como indicadores de la calidad del ambiente.

    La información generada tanto en el Cerrado como en las sabanas de Colombia y Venezuela para superar las deficiencias naturales de esos ecosistemas puede ser, dentro de la limitación propia de toda extrapolación, utilizada como experiencia valiosa en otras áreas del mundo, en particular como lo establecen Lopes et al. (1999) en algunas zonas del África, por lo que la extensiva literatura acumulada por los investigadores franceses (véase la síntesis de 30 años reseñada por Pieri, 1989) en esta última región obliga a una adecuada comparación.

Conclusiones

    El modelo de producción que se genere en un determinado ecosistema va a estar implícitamente relacionado con las condiciones de estrés que impone el medio ambiente físico y las demandas socio económicas, particularmente las demográficas, de las comunidades involucradas. Así, cada sociedad en su momento ha generado sistemas de producción acorde con estas realidades.

    El modelo de desarrollo o de ocupación (colonización) agrícola intensiva en tierras de sabanas de Sudamérica es una aventura humana reciente ya que data, a lo sumo, de algo más de 50 años; no así la ocupación por comunidades indígenas, de la que hay registros prehistóricos. Tal modelo debe ser articulado tomando en cuenta la variabilidad inherente a los diferentes conocimientos disciplinarios (ecológico, agronómico, edafológico, etc.). Al proyectarse en una dinámica transdisciplinaria, el montaje en un modelo generalizado quizás no es lo más apropiado. La diversidad del ambiente sabana (bioma) es muy amplia, más aun se encuentra inmersa dentro de sociedades tan diversas que los proyectos, valores y opciones que se generen para su uso no pueden ser el mismo en todas esas realidades. La visión de una integración a través de procesos biogeoquímicos obliga a razonar cómo conectar entre sí elementos de conocimientos que fueron adquiridos separadamente y en diferentes disciplinas científicas. Los campos del conocimiento que se han abierto con la expansión reciente de la frontera agrícola al incluir los suelos de las sabanas americanas no deben solamente servir para usufructo y expansión de sistemas de producción ya implantados, tal es el caso de los monocultivos como soya, sorgo u otro renglón alimenticio, pero ante todo para interrogarnos ¿cómo serán estos sistemas de producción dentro de los marcos correspondientes a ambientes y a variables sociales y políticas presentes y futuros?

agradecimientos

    Este trabajo forma parte del proyecto "Las sabanas de América del Sur: El impacto del uso reciente de tierras sobre las transformaciones biogeoquímicas de suelos", llevado a cabo entre el Instituto de Zoología Tropical (IZT), Facultad de Ciencias, UCV, y el Institut de Recherche pour Développement (IRD). Los Autores agradecen a Ismael Hernández Valencia, y DL-H agradece la colaboración financiera del IRD.

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