Control de la erosión del suelo con leguminosas arbustivas forrajeras
endémicas de Canarias

E. Chinea, A. Rodríguez Rodríguez, J. L. Mora

Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agrarias. Departamento de Edafología y Geología.
Universidad de La Laguna. Tenerife (Islas Canarias) España. Email: echinea@ull.es 

Autor de correspondencia email: echinea@ull.es

Resumen

Se estudió el efecto de la cubierta vegetal de cuatro leguminosas arbustivas endémicas de Canarias, con desarrollo natural y sometidas a siegas sucesivas, sobre el encharcamiento y la escorrentía del agua en el suelo. Las especies estudiadas fueron Chamaecytisus palmensis (tagasaste), Teline canariensis, Teline osyrioides sericea y Teline osyrioides osyrioides, las cuales tenían una edad de 24 meses. Se utilizó un simulador de lluvia portátil, la duración de cada ensayo fue de 30 minutos y la precipitación total fue de 32 mm. Los arbustos segados se comportaron de forma similar permitiendo en menor tiempo el encharcamiento (6,26-10,5 minutos) y la escorrentía (13,73-17,25 minutos). Se describe de forma cuantitativa la eficiencia de los arbustos no segados en mejorar la capacidad de infiltración de un suelo arcilloso. De las especies ensayadas, Chamaecytisus palmensis (tagasaste) es las más eficaz para disminuir la erosión hídrica, pues presenta mayores tiempos de encharcamiento (21,25 minutos) y escorrentía (27,25 minutos). Los arbustos del género Teline presentan menores pero similares tiempos de escorrentía oscilando entre 21,25 y 22,75 minutos.

Palabras clave: Tagasaste, Islas Canarias, erosión, suelo.

Abstract

The effect of a natural vegetal cover of shruby endemic legumes from the Canary Islands over pooled soil and water run-off was studied. The studied species are 24 months old plants of Chamaecytisus palmensis (tagasaste), Teline canariensis, Teline osyrioides sericea y Teline osyrioides osyrioides. For this experience a portable rain simulator was used for essays of 30 minutes and a total rainfall of 32 mm. All the prunned shrubs showed a similar behaviour, reaching pooling (6.26-10.5 minutes) and water run-off (13.73-17.25 minutes) in a shorter period of time. The efficiency of non-prunned shrubs for infiltration rate improvement in a clayish soil is quantitatively described. Chamaecytisus palmensis (tagasaste) was the species more efficient to decrease water soil erosion as it showed the higher pooling times (21.25 minutes) and water rain-fall (27.25 minutes). Shrubs of genus Teline genera had smaller water rain-fall times varying from 21.25 to 22.75 minutes.

Key words: Canary Islands, Tagasaste, erosion, soil.

Erosion control on soil with shruby endemic forage legumes from the Canary islands

Recibido el 28-4-2003 Aceptado el 24-9-2003

Introducción

Existen diversas publicaciones sobre la influencia de la cobertura vegetal permanente sobre la conservación de los suelos. La vegetación, en general, ejerce una acción directa amortiguando la energía cinética de las gotas de lluvia, influye en la erosión reduciendo la capacidad de transporte del agua de escorrentía, fija el suelo con su sistema radicular y de forma indirecta mejora las propiedades físicas y físico-químicas de los suelos mediante la incorporación de materia orgánica (17).

Se están investigando en el Archipiélago de las Islas Canarias propuestas de manejos y prevención de la degradación de los suelos mediante la utilización de la cubierta vegetal en los tres sectores geográficos: montes, medianías y costas (25) (26) (28). Asimismo se están desarrollando propuestas de metodología de regeneración de suelos degradados, basadas en la sucesión ecológica y en el índice de calidad del suelo (27).

El estudio de diferentes controles de la erosión y de la desertificación, como puede ser el cultivo de leguminosas arbustivas, tiene mucha importancia en la recuperación de los suelos degradados de ambientes áridos y semiáridos; también la tiene la doble simbiosis radicular, tanto con bacterias fijadoras de nitrógeno como con hongos micorrícicos, por su participación en la captación de P y otros nutrientes poco móviles en el suelo. Cuando se presenta un matorral con claros, su acción protectora no es total pero tiene una gran importancia, pues impide la erosión intensa y permite la degradación lenta del suelo, que en cierta medida se puede compensar por la acción formadora de suelo (17). Cuando este matorral tiene una estructura cerrada, su acción protectora y formadora de suelo es más eficaz.

En un trabajo específico (33), destacan la importancia de las leguminosas arbustivas, para facilitar la sucesión ecológica. Otros autores (18), estudiando la recuperación de los ecosistemas llegaron a la siguiente conclusión: la única forma razonable de conseguir suficiente nitrógeno para que haya auto-sustentación, es introduciendo leguminosas. Han estudiado en Canarias (9) que el nitrógeno aportado por la hojarasca de Chamaecytisus palmensis (tagasaste) al suelo (25,3 g/kg) es superior al de otras leguminosas arbustivas.

Se ha demostrado la capacidad de las leguminosas arbustivas en el control de la erosión producida por el agua en terrenos con pendientes pronunciadas (1). Los arbustos añaden su probada rusticidad, su insustituible valor como complemento forrajero en momentos de baja producción herbácea y por fin, su influencia positiva en el desarrollo de las especies arbóreas (36). Al no existir ensayos previos en Canarias, se pretenden explicar los estudios llevados a cabo en la finca "Tahonilla Baja" para ver como afecta la cubierta vegetal permanente de las leguminosas arbustivas, con desarrollo natural y sometidas a siegas sucesivas, sobre la erosión hídrica de los suelos, utilizando un simulador de lluvia portátil.

Materiales y métodos

Material vegetal. El material estudiado procede de semillas recolectadas (1998) en poblaciones naturales localizadas en la isla de Tenerife. Las plántulas se cultivaron durante cinco meses en contenedores forestal en invernadero. El transplante a la parcela experimental se realizó el 18/2/99, con un marco de plantación de 1,87x1,04m. Se colocó un sistema de riego localizado durante los primeros cuatro meses. El diseño estadístico de la plantación fue el de bloques al azar con cuatro repeticiones para cada especie estudiada. En el momento del ensayo los arbustos tenían una edad de 24 meses, su estado fenológico era de pleno crecimiento vegetativo. En el cuadro 1 se observan los valores medios de la altura, diámetro del tronco y de la copa de los arbustos estudiados: Chamaecytisus palmensis (tagasaste), Teline canariensis, T. osyrioides sericea y T. osyrioides osyrioides (8). Se realizaron dos tipos de estudios uno en arbustos no segados y otro en arbustos sometidos a siegas sucesivas,

Características de la parcela. El presente ensayo se realizó en una parcela de 1000 m2 establecida sobre un suelo Haplustalfs Tipicos situado en La Laguna (Tenerife), a unos 550 msm, en la finca "Tahonilla Baja" (Universidad de La Laguna) Las precipitaciones medias anuales son de 530 mm, de octubre a abril (época de mayor desarrollo vegetativo de los arbustos) y temperaturas medias entre 12,4 y 22ºC. Lleva desde 1994 dedicada a la domesticación de leguminosas arbustivas endémicas de Canarias con potencial agrosilvopastoral en zonas áridas. Durante este periodo no se abonaron. Con anterioridad estuvo dedicada al cultivo de Medicago sativa (alfalfa). Al haber sido cultivada y haberse realizado laboreo mecánico, presenta una superficie regular.

Análisis de agua y suelo. Para el suelo se efectuaron 3 muestreos a distinta profundidad (0-20 y 20-60 cm). Las muestras se tomaron recorriendo la parcela en zig-zag, donde se eligieron al azar 12 puntos, para las tomas de las submuestras. Las muestras de suelos fueron secadas al aire, disgregadas con un molino de bolas y tamizadas a través de un tamiz de 2 mm de malla.

Cuadro 1. Características de los arbustos de la parcela experimental a los 24 meses de edad (n=24). 

Para la toma de muestras de agua se utilizó una botella de vidrio que se introdujo en el estaque a 25 cm de la pared y 30 cm de profundidad, se llenó, se cerró perfectamente para no dejar espacios con aire y se trasladó al laboratorio para su análisis.

En el cuadro 2 se aprecian las técnicas y métodos analíticos empleados para la caracterización del agua y suelo.

Simulación de lluvia. Se empleó un simulador de lluvia basado en el utilizado por otros investigadores (4) (5) (7). El equipo tiene una altura de 300 cm; en el extremo tiene una prolongación lateral de 150 cm donde está localizada una boquilla de aspersión que, a 0,4 atmósferas, proporciona una intensidad de lluvia de 64,26 mm/h. Este equipo permite simular una lluvia de distribución uniforme sobre una superficie circular de 5 m2. La duración de cada ensayo fue de 30 minutos y la precipitación total fue de 32 mm.

Se realizaron cuatro pruebas para cada una de las cuatro especies de arbustos segados y otras tantas para los arbustos que no habían sido segados. Se registraron los tiempos que tardó en iniciarse el encharcamiento, la escorrentía, la zona donde se produjo y la profundidad aproximada de la infiltración. Antes de cada ensayo, se tomaron muestras de suelo y se secaron a 105º C durante 12 horas para saber en cada día el contenido de humedad del suelo.

Infiltrómetro. Se efectuaron dos tratamientos, uno en los arbustos segados y otro en los no segados donde se determinó la velocidad de infiltración y la Tasa de Infiltración Básica mediante el infiltrómetro de doble anillo, según el método de Mütz (19).

Cuadro 2. Métodos analíticos empleados en muestras de agua de riego y suelo. 

Análisis estadísticos de los resultados. Los niveles obtenidos del análisis de suelo para las distintas profundidades se analizaron por la distribución T de Student (nivel de significación á = 0,05). Las diferencias entre los tiempos de encharcamiento y escorrentía se analizaron estadísticamente mediante el Análisis de Varianza (ANOVA), utilizando para la comparación de las medias el test de Duncan (nivel de significación a = 0,05). El estudio se realizó con el programa SPSS 10,00 (Statiscal Package for the Social Sciencies) para Windows 98.

Resultados y discusión

Fertilidad de los suelos y calidad del agua. Los suelos de la finca (cuadro 3) no presentan diferencias significativas para ninguno de los parámetros analizados entre las distintas profundidades. Tienen un pH adecuado (6,5-6,4), CE (0,98 dS/m) baja, textura arcillosa, materia orgánica aceptable (29). Los cationes asimilables (calcio, magnesio y potasio) muestran niveles elevados, si bien los valores de sodio son muy altos. Los niveles de fósforo (41-46 ppm) son estimados como altos (10). Los resultados del análisis del agua de riego (cuadro 4) muestran un pH alto, la CE es baja y también el SAR (2). La clasificación de aguas, normas Riverside (6), indican que es agua de baja salinidad, apta para el riego en todos los casos.

Cuadro 3. Composición físico-química de los suelos (n=3) de las leguminosas arbustivas estudiadas. 

CE: conductividad eléctrica; PS: porcentaje de saturación; MO: materia orgánica; CIC: Capacidad de Intercambio Catiónico.

Notas. Los datos son valores medios. Entre paréntesis aparece la desviación típica.

Los valores con letras distintas difieren significativamente (fila). Para la distribución T de Student; P<0,05.

Encharcamiento y escorrentía. La profundidad media del suelo mojado fue de 20 cm en las plantas segadas y 30 cm en las no segadas. El encharcamiento y la escorrentía se iniciaron siempre en los pasillos donde el suelo estaba más compacto, pues el pisoteo es una de las causas de la compactación superficial del suelo (16) (23). Con humedades edáficas altas el impacto puede provocar la densificación y deformación de la superficie del suelo (30) (12) (31). Esta alteración pueden causar en una disminución de los niveles de ingreso de agua en el perfil (35) (11) (20). Al realizarse los ensayos en distintos días, cuando se realizaron en arbustos segados, la humedad del suelo fue de 9.04%, y de 15.35% para las no segados, dado que se habían producido ligeras precipitaciones.

Las cuatro especies de arbustos segados (cuadro 5) se comportaron de forma similar al tener la misma forma de poda, pero el inicio del exceso de agua es más tardío en Chamaecytisus palmensis (10,5 minutos) al tener mayor cobertura (cuadro 1), una mejor estructura de la cubierta vegetal; circunstancias que habrían favorecido la disipación de las gotas de lluvia y la retención en la masa foliar de parte de la precipitación caída. En los arbustos no segados el exceso de agua se produce al doble de tiempo que los segados, salvo en Teline osyrioides sericea (debido a su forma escoparia). Estos matorrales no segados, al tener su parte aérea más cerrada e intacta, las gotas de lluvia interceptadas se fracturan en gotas más pequeñas con menor energía, o se deslizan desde el borde de las hojas o descienden hasta el suelo por los troncos del arbusto, sus sistemas radiculares están muy activos desde la superficie hasta una profundidad de unos 60 cm, lo que permite que los tiempos de escorrentía también sean más prolongados que los de los arbustos segados (17) y semejantes entre sí salvo en el caso del Tagasaste que es el mayor (27.25 minutos). Todos los tiempos (encharcamiento, escorrentía) fueron mayores en los arbustos no segados a pesar de tener el suelo un 6.31% más de humedad cuando se hizo el ensayo, lo que indica que la cubierta de los arbustos ejerció una acción positiva en la captación de agua por el perfil. Coincide con lo propuesto por otros investigadores (14) que dicen que la vegetación incrementa la infiltración de agua mediante dos acciones a) por encauzamiento debajo de sus ramas y b) por poseer macroporos en la base de los arbustos a través de los cuales al agua puede entrar rápidamente en el suelo.

Cuadro 4. Análisis del agua utilizada en los ensayos.

Cuadro 5. Tiempo (minutos) de iniciación en la parcela experimental del encharcamiento y la escorrentía.

Nota. Los datos son valores medios. La desviación típica figuran entre paréntesis.
Los valores seguidos por la misma letra no son significativamente diferentes. Test de Duncan P<0,05.

Tasa de infiltración. Al realizarse los ensayos, la humedad del suelo fue de 15,35%. La evolución de la velocidad de infiltración en el tiempo fue diferente entre los arbustos no segados y segados. En los primeros diez minutos la curva del agua infiltrada oscila entre 200 y 50 mm/h en las plantas no segadas, mientras en las segadas varía de 60 a 30 mm/h. Estos valores indican que el tamaño de la vegetación favoreció la penetración del agua al perfil, prácticamente desde el inicio. Aunque a partir de los diez minutos las curvas son similares y lineales, en los matorrales sin siega (figura 1) se aprecia que presenta una Tasa de Infiltración Básica (23,56 mm/h) superior al de los segados (figura 2) en 8,5 mm/h, debido al menor pisoteo, al gran desarrollo del sistema radicular, tanto primario como secundario, que mejora las propiedades físicas del suelo. a pesar de tener el suelo un porcentaje alto de arcilla, se podría afirmar que con los arbustos no segados, éste se comporta como un suelo de textura franco arenosa (T.I.B.: 20-30 mm/h) y los suelos con arbustos segados como francos (T.I.B.:10-20 mm/h) (32).

Figura 1. Velocidad de infiltración en los arbustos no segados.

Figura 2. Velocidad de infiltración en los arbustos segados.

Conclusión

En una finca con propiedades fisico-químicas de los suelos similares en los primeros 50 cm y de superficie casi horizontal, de las cuatro especies ensayadas es Chamaecytisus palmensis (tagasate) la más eficaz para disminuir la erosión hídrica que sufren los suelos. Los arbustos del género Teline que favorecen similares tiempos de encharcamiento y escorrentía, son los de menor desarrollo. También se pone de manifiesto de forma cuantitativa la eficiencia de estos arbustos no segados en mejorar la capacidad de infiltración de un suelo de textura arcillosa.

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