ÍNDICE DE CALIDAD DEL SUELO EN FINCAS CONVENCIONALES Y...
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ÍNDICE DE CALIDAD DEL SUELO EN FINCAS CONVENCIONALES Y SEMI-ECOLÓGICAS PRODUCTORAS DE PLÁTANO HARTÓN DOMÍNICO (Musa AAB simmonds) LINA ISABEL CALDERÓN RODRÍGUEZ ROBERTH ALBERTO HERRERA CULMA UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS FACULTAD DE MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES INGENIERIA AMBIENTAL BOGOTÁ 2016
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ÍNDICE DE CALIDAD DEL SUELO EN FINCAS CONVENCIONALES Y
SEMI-ECOLÓGICAS PRODUCTORAS DE PLÁTANO HARTÓN DOMÍNICO (Musa
AAB simmonds)
LINA ISABEL CALDERÓN RODRÍGUEZ
ROBERTH ALBERTO HERRERA CULMA
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS
FACULTAD DE MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES
INGENIERIA AMBIENTAL
BOGOTÁ
2016
ÍNDICE DE CALIDAD DEL SUELO EN FINCAS CONVENCIONALES Y
SEMI-ECOLÓGICAS PRODUCTORAS DE PLÁTANO HARTÓN DOMÍNICO (Musa
AAB simmonds)
Anteproyecto del trabajo de grado para optar al título de Ingenieros
Ambientales en la modalidad de monografía
PRESENTADO POR:
LINA ISABEL CALDERON RODRIGUEZ
ROBERTH ALBERTO HERRERA CULMA
ALVARO MARTIN GUTIERREZ MALAXECHABARRIA
Director
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS
FACULTAD DE MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES
INGENIERIA AMBIENTAL
BOGOTÁ
2016
3
TABLA DE CONTENIDO
Introducción ......................................................................................................... 8
Planteamiento del problema .............................................................................. 12
Justificación ....................................................................................................... 15
Objetivos ............................................................................................................ 17
Objetivo general............................................................................................. 17
Objetivos específicos ..................................................................................... 17
Marco referencial ............................................................................................... 18
Marco teórico conceptual .............................................................................. 18
El cultivo del plátano Dominico Hartón. ................................................... 18
Variedad Domínico Hartón. ....................................................................... 19
Calidad de suelos e indicadores. ................................................................ 24
Indicadores Físicos. ................................................................................... 28
Indicadores químicos. ................................................................................ 32
Indicadores Biológicos. ............................................................................. 36
Indicadores Biométricos. ........................................................................... 39
Diseño estadístico. ..................................................................................... 40
Análisis de componentes principales. ........................................................ 40
Estado del arte.................................................................................................... 42
Suelos en agricultura convencional ............................................................... 42
Suelos en Agricultura Ecológica ................................................................... 46
Metodología ....................................................................................................... 48
Descripción del sitio ...................................................................................... 48
Diseño experimental ...................................................................................... 49
Tratamiento de los datos ................................................................................ 54
Resultados y discusión ....................................................................................... 56
Resultados Biométricos ................................................................................. 56
Resultados Físicos ......................................................................................... 58
Resultados Químicos ..................................................................................... 59
Resultados Biológicos ................................................................................... 60
Obtención del Conjunto Mínimo de Datos .................................................... 60
Regresiones. ............................................................................................... 60
4
Matriz de correlación. ................................................................................ 63
Análisis de Componentes Principales (ACP). ........................................... 64
Obtención del índice de calidad de suelo ...................................................... 66
Conclusiones ...................................................................................................... 69
Recomendaciones .............................................................................................. 70
Bibliografía ........................................................................................................ 71
5
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1. Designación y descripción de las etapas de crecimiento en plátano
(Dominico Hartón). .............................................................................................................. 19
Tabla 2. Recomendaciones de fertilización para plátano. ................................. 23
Tabla 3. Escala textural de suelos. ..................................................................... 30
Tabla 4. Indicadores seleccionados para llevar a cabo el proyecto ................... 39
Tabla 5. Características de las fincas objeto de estudio. .................................... 51
Tabla 6. Indicadores. .......................................................................................... 53
Tabla 7. Resultados indicadores biométricos .................................................... 56
Tabla 8. Resultados físicos, químicos y biológicos. .......................................... 58
Tabla 9. Coeficientes de regresión. .................................................................... 61
Tabla 10. Matriz de coeficientes. ....................................................................... 63
Tabla 11. Indicadores con los mejores resultados, de acuerdo con el método
estadístico utilizado. ............................................................................................................. 65
Tabla 12. Valores propios del análisis de componentes principales ................. 66
Tabla 13. Obtención del peso de cada indicador ............................................... 67
Tabla 14. Resultados del índice de calidad del suelo. ....................................... 67
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ÍNDICE DE ILUSTRACIONES
Ilustración 1. Requerimientos hídricos semanales de acuerdo con la etapa de
crecimiento del plátano Dominico Hartón en la granja Montelindo, Palestina, Caldas ....... 21
Ilustración 2. Triángulo de clases texturales de suelos. ..................................... 29
Ilustración 3. Ubicación geográfica de la zona de estudio. ............................... 49
Ilustración 4. Esquema selección de fincas. ...................................................... 51
7
ÍNDICE DE ECUACIONES
Ecuación 1. Lámina de agua .............................................................................. 32
Ecuación 2. Índice calidad del suelo. ................................................................. 55
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Introducción
Observaciones en las últimas décadas han permitido confirmar que más del 20%
de las tierras agrícolas, 30% de los bosques y 10% de los pastizales (Ramirez et al., 2015) ha
entrado en un proceso de transformación desde ecosistemas naturales a sistemas antrópicos
(Paz-Kagan, Shachak, Zaady, & Karnieli, 2014) Éstas dinámicas de uso del suelo modifican
significativamente los aspectos clave de la estructura del mismo, así como sus funciones y
servicios (Paz-Kagan et al., 2014) representando una amenaza para la productividad agrícola,
el crecimiento económico y el medio ambiente (Kalu, Koirala, Khadka, & Anup, 2015).
Los actuales modelos agrícolas (convencionales) actúan como aceleradores de la
degradación de tierras, debido a la implementación de prácticas específicas y poco apropiadas
(Arnáez, Ortigosa, Llorente, & Pascual, 2012) que pretenden maximizar el rendimiento y
optimizar el espacio a través de paquetes tecnológicos que demandan insumos de alto costo
y el uso intensivo de agroquímicos con fines de fertilización, control de plagas y
enfermedades (Gauggel et al, 2005). Entre estas prácticas se encuentran el laboreo excesivo,
el monocultivo, la mecanización, el establecimiento de red de canales en forma deficiente
(Cui, Askari, & Holden, 2014; Kalu et al., 2015; Sofi et al., 2016) y por último la fertilización
química que desconoce las necesidades reales del suelo al asumir una dosis general de
fertilizantes (Parménides Furcal-Beriguete & Barquero-Badilla, 2014; J. Villarreal Núñez et
al., 2013).
Por esto, los recientes enfoques de la agricultura, como la agricultura ecológica,
emergen como respuesta a la degradación ambiental (Leon Sicard & Rivera, 2013; Pineda et
al., 2009) centrándose en el estudio de las relaciones entre organismos y su ambiente, e
integrando prácticas que protegen la actividad biológica (Guo-qin et al., 2012) reconociendo
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el papel fundamental de ésta en la calidad del suelo, debido a su intervención en procesos
vitales como: el reciclaje de nutrientes en el ecosistema, fijación de nitrógeno, obtención de
materia orgánica, agregación del suelo, aireación, capacidad de retención y proliferación de
la raíz (Bulluck, Brosius, Evanylo, & Ristaino, 2002; Di Ciocco, Sandler, Beatriz Falco, &
Coviella, 2014; Gavrilenko, Ananyeva, & Makarov, 2013; A. González et al., 2014; Ponge
et al., 2013; Wanjiru et al., 2015).
La calidad del suelo ha sido definida como la capacidad para funcionar
respetando el uso de la tierra y los límites de los ecosistemas, sostener la productividad
biológica, mantener la calidad del medio ambiente y promover la salud vegetal, animal y
humana (Armenise, Redmile-Gordon, Stellacci, Ciccarese, & Rubino, 2013; Askari &
Holden, 2015a; Chen et al., 2013; Lee, Wu, Asio, & Chen, 2006; Qi et al., 2009). Para hacer
operativo este concepto, es preciso contar con variables que puedan servir para evaluar la
condición del suelo, estas variables se conocen como indicadores, pues representan una
condición y conllevan información acerca de los cambios o tendencias de esa condición
(Bautista Cruz, Etchevers Barra, del Castillo, & Gutiérrez, 2004). Sin embargo, las
propiedades individuales del suelo por sí solas pueden no ser suficientes para la evaluación
de la calidad, razón por la que se ha utilizado un índice basado en la combinación de las
propiedades del suelo que reflejan mejor el estado de la calidad del mismo en comparación
con los parámetros individuales (Kalu et al., 2015). Para ello, (1) se eligen los indicadores
apropiados para un conjunto mínimo de datos (CMD) (2) se transforman en puntuaciones los
indicadores escogidos; y (3) se combinan las puntuaciones de los indicadores en el índice
(Mazur & Mazur, 2015).
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El Plátano (Musa spp.) es una destacada fuente de alimento para gran parte de la
población mundial y se constituye como una importante fuente de ingresos para campesinos
y pequeños productores (Leiva Mora, 2006), las producciones anuales se estiman alrededor
de 90 millones de toneladas (Pérez, Francesena, Espinosa, & Castellanos, 2014). La variedad
Dominico Hartón es producida principalmente en países tropicales y del caribe en
Sudamérica. Existen actualmente 350.000 hectáreas dedicadas al cultivo de esta variedad
únicamente en Colombia, las cuales generan alrededor de 2.7 millones de toneladas anuales
que le confieren el tercer lugar en producción mundial. (Gutierrez, 2013).
No obstante, el cultivo del plátano exige suelos con características físicas
especiales como ausencia de rocas, buen drenaje, suelos profundos con buena aireación y
buena capacidad de retención de agua (J. E. Villarreal Núñez, 2010). Adicionalmente
demanda un suministro de agua abundante y frecuente, por lo que el déficit influye en forma
negativa sobre el crecimiento y rendimiento del cultivo (Orozco & Pérez, 2006). Además
posee un sistema radical sensible al bajo contenido de materia orgánica y escasa actividad
microbiana (Villarreal et al., 2008), asimismo es altamente influenciado por la profundidad
de riego, por lo que en sistemas superficiales, el 80% de las raíces tienden a encontrarse entre
los 0 y 30 cm (Rodriguez, Cruz & Sarmiento, 2005). Los elementos de mayor consumo y que
pueden ser limitantes en el cultivo de plátano son el nitrógeno (N) y el potasio (K), La
extracción de K puede llegar a 1,03 kg/panta (Askari & Holden, 2015b) y su deficiencia
afecta el racimo en dos aspectos: en número de manos y en peso total del racimo (Parménides
Furcal-Beriguete & Barquero-Badilla, 2014).
El racimo del plátano está constituido por varias manos dependiendo de la
variedad y las prácticas agronómicas desarrolladas durante el ciclo del cultivo. En el caso del
11
plátano Hartón puede llegar a tener hasta 8 manos y entre 25 y 42 dedos o frutos que pueden
alcanzar su pleno desarrollo entre 75 y 85 días (H. González, Viasus, Zevallos, Nava, &
Bracho, 2013).
Acorde a lo anterior la presente investigación tiene por objetivo generar un índice
de calidad del suelo (SQI) que refleje la influencia de prácticas agrícolas convencionales y
semiecológicas, en suelos dedicados a la producción de plátano Dominico Hartón, en
Anolaima Cundinamarca. Esto reconociendo la importancia del SQI como herramienta para
evaluar los impactos del uso de la tierra, las prácticas de manejo del suelo y además basado
en la sensibilidad del mismo a alteraciones producto de las técnicas utilizadas (Armenise et
al., 2013; Nakajima, Lal, & Jiang, 2015)
12
Planteamiento del problema
Los rápidos avances tecnológicos desprendidos del proceso de revolución verde
llevado a cabo la segunda mitad del siglo XX, generaron grandes cambios en los modos de
producción agrícola alrededor del mundo debido a la adopción de paquetes que han venido
consolidando una serie de prácticas que amenazan con alterar irreversiblemente las
características ambientales, sociales, económicas y culturales que giran en torno a esta
actividad, reemplazando el conocimiento empírico determinado por la experiencia práctica
del agricultor y las dinámicas que giran en torno a estas, por prácticas que afectan la tradición
de los mismos (Ceccon, 2008).
La presión social ejercida por el inminente incremento poblacional se consolidó como
la estrategia empleada por el modelo capitalista para generar interrogantes relacionados con
la capacidad de la tierra para abastecer de alimento a los habitantes y así impulsar el proceso
de revolución verde, sin embargo la explotación masiva de los recursos sólo persigue la
máxima rentabilidad inmediata y no el bienestar social (Segrelles Serrano, 2005). Bajo esta
perspectiva surgen estrategias que pretenden maximizar la oferta de alimentos, a través de un
modelo basado en una alta demanda de insumos externos, como fertilizantes sintéticos,
plaguicidas y herbicidas, desarrollo de híbridos y variedades de alto rendimiento,
mecanización del trabajo y establecimiento se sistemas de siembra basados en el
monocultivo, los cuales son más fáciles de manejar, demandan menos tiempo de atención, se
prestan para la mecanización de sus labores y sacan ventaja de las economías a escala
(Restrepo M., Angel S., D, & Prager M., 2000).
Estas estrategias han venido industrializando el sector agrícola y han generado una
dependencia de los productores a los insumos externos, debido a la necesidad implantada de
13
regular el crecimiento de las plantas, así como combatir los insectos, las malas hierbas, las
enfermedades y otras plagas que afectan a la producción agropecuaria (Plimmer, 2000).
Sin embargo, estas prácticas han provocado una disminución considerable de los
suelos aptos para la actividad agrícola, debido a que ocasionan la pérdida de nutrientes, el
deterioro de la estructura, la disminución de la capacidad de retención de agua, la pérdida
física de materiales e incremento de la toxicidad de los mismos (Ramírez 2009). Por esta
razón y ante la inminente desaparición de terrenos adecuados para la agricultura, han surgido
alternativas como la agricultura ecológica, que además de rescatar la cultura de los pueblos
antiguos a través de prácticas que permiten recuperar la funcionalidad del suelo, pretenden
devolver a este su valor y su esencia como soporte de vida y eje fundamental de los
ecosistemas (Núñez, 2000).
La agricultura ecológica nace como respuesta a la problemática agrícola generada por
el modelo económico imperante, y se define según la FAO como un “Sistema de producción
que trata de utilizar al máximo los recursos de la finca, dándole énfasis a la fertilidad del
suelo y la actividad biológica y al mismo tiempo, a minimizar el uso de los recursos no
renovables y a no utilizar fertilizantes y plaguicidas sintéticos para proteger el medio
ambiente y la salud humana. La agricultura ecológica involucra mucho más que no usar
agroquímicos” (FAO, 2006).
De este modo surgen experiencias como la llevada a cabo en “La Granja Ecológica
de Mamá Lulú” ubicada en el municipio de Quimbaya, Quindio; en donde se pueden
distinguir diversas tecnologías apropiadas (endógenas y adaptadas) aplicadas al campo de la
agricultura y manejo de suelos, o experiencias como la de “La Granja Ecológica Villaluz” la
cual se destaca por el manejo sostenible del agua y el suelo destinados para la actividad
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agrícola; dichas experiencias han servido como referente de proyectos orgánicos exitosos que
han logrado a través de sus prácticas reconocer la vitalidad del mundo invisible que ignoran
los agrónomos y aceptar que el mayor fracaso del sistema agrícola industrial se deriva de su
fundamento inorgánico, altamente soluble, ignorando los aspectos orgánicos y los fenómenos
vitales para la armonía de la vida en el suelo (Restrepo M. et al., 2000).
El propósito de este proyecto radica en comparar índices de calidad del suelo en
fincas con diferentes técnicas de manejo (Semi-ecológica y convencional) dedicadas al
cultivo de Plátano Hartón Dominico, teniendo como base la iniciativa llevada a cabo en el
municipio de Anolaima Cundinamarca en donde un grupo de agricultores está empleando
prácticas alternativas, debido a la creciente preocupación de los consumidores por la
protección del medio ambiente y por el cuidado de la salud, sumada a la frecuente
identificación de enfermedades transmitidas por alimentos (ETAs), que han venido
mermando la confianza de los consumidores en los sistemas convencionales de producción
de alimentos y simultáneamente, han generado un incremento en la demanda de productos
de origen orgánico en un 20% anual (ICA, 2004).
De acuerdo a lo planteado acerca de las prácticas convencionales y semi-ecológicas
frente al manejo de los suelos, el presente trabajo de investigación buscará evaluar la
incidencia de los diferentes modelos sobre la calidad del mismo. Lo anterior teniendo en
cuenta que la empresa Pepsico ha venido adquiriendo el producto de alrededor de 60 fincas
de la zona que dedican una extensión aproximada de 1 ha para dicho cultivo.
Pregunta del problema: ¿Cómo varía la calidad del suelo con respecto a las prácticas
semi-ecológicas Vs. Prácticas convencionales en cultivos de plátano Dominico Hartón, en el
municipio de Anolaima, Cundinamarca?
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Justificación
Las prácticas agrícolas “convencionales” nacen de la adopción de paquetes de
revolución verde que parten de la aplicación de técnicas e insumos de alto costo, basados
principalmente en el uso intensivo de agroquímicos. Sin embargo con el paso del tiempo
estas actividades han experimentado una reducción considerable de productividad, debido
principalmente al cambio y deterioro acelerado de las propiedades físicas, químicas y
biológicas del suelo. En respuesta a este panorama emergen nuevos sistemas de producción
que propenden por la conservación del suelo y que rescatan el valor económico, social y
cultural de esta actividad (Turner & Rosales, 2005).
De este modo surgen propuestas de agricultura alternativa como respuesta a los
múltiples impactos provocados por las prácticas convencionales, no obstante el
acompañamiento técnico proporcionado por la academia con el fin de evaluar la calidad del
suelo bajo los diferentes sistemas de producción no ha sido extenso, por lo que surge la
necesidad de realizar proyectos de investigación que permitan conocer y denunciar los
efectos de la inclusión de insumos químicos sobre la calidad del suelo y además valorar las
bondades de recuperar e introducir modelos agrícolas alternativos, como la agricultura
ecológica.. Lo anterior, es la base de la necesidad de modificar este paradigma, buscando que
las actividades humanas se armonicen con el medio ambiente.
Esta monografía facilita el origen de alternativas de solución a la problemática
ambiental generada en el sector agrícola de Anolaima- Cundinamarca, a partir del diagnóstico
de calidad del suelo en cultivos de plátano, por medio del análisis de una serie de indicadores
que permitan generar un índice de calidad del suelo en seis fincas dedicadas al cultivo del
plátano Dominico Hartón en Anolaima Cundinamarca. En este orden de ideas, se evaluará la
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influencia de la técnica de manejo sobre las propiedades esenciales del suelo a través de la
comparación de los índices obtenidos.
Cabe destacar que tres de las fincas en mención emplean técnicas de agricultura
convencional y las restantes de agricultura semi-ecológica, por lo que el objetivo del proyecto
será el de comparar la calidad del suelo teniendo como base el sistema de producción que
emplea.
Simultáneamente, la presente monografía permitirá la culminación de los estudios
formativos en Ingeniería Ambiental para obtener la respectiva titulación y ejercer dicha
profesión de manera adecuada en pro del país y la sociedad en general, además de contribuir
al desarrollo de nuevas investigaciones propiciadas por la Universidad Distrital Francisco
José de Caldas y el aporte de capital intelectual a la nación.
En consecuencia, este será un aporte teórico que estará a disposición de futuros
estudiantes e investigadores interesados en la temática referente: Calidad de suelos y medio
ambiente para el sector agrícola. Adicional a esto, validará una metodología o técnica de
investigación.
Los resultados serán la posible base para la construcción de manuales de buenas
prácticas de manejo integrado de suelos agrícolas, guías para la evaluación agroecológica de
suelos y cultivos, y demás acciones prácticas que fundamenten las conductas ambientales en
base a índices de calidad del suelo relacionados con el sector agrícola, por parte de las
autoridades ambientales competentes como el Ministerio de Ambiente y Desarrollo
Sostenible, y Corporaciones Autónomas Regionales.
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Objetivos
Objetivo general
Generar un índice de calidad del suelo que permita comparar el efecto de sistemas
de producción convencional y semi-ecológico en áreas cultivadas con plátano Dominico
Hartón, en Anolaima Cundinamarca.
Objetivos específicos
- Determinar indicadores físicos, químicos, biológicos y biométricos relevantes
para el cultivo del plátano Hartón Dominico
- Generar un índice de calidad de suelo para fincas con sistema de producción
agrícola convencional ubicadas en Anolaíma Cundinamarca.
- Determinar un índice de calidad de suelo para fincas con sistema de producción
agrícola semi-ecológica ubicadas en Anolaíma Cundinamarca.
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Marco referencial
Marco teórico conceptual
A continuación se presentan conceptos que serán las variables que guían la presente
monografía, estos han sido obtenidos de fuentes bibliográficas relacionadas con las temáticas
y especialidades en calidad, manejo integrado y protección de suelos agrícolas.
El cultivo del plátano Dominico Hartón.
El plátano Dominico Hartón es producido principalmente en países tropicales y del
caribe en Sudamérica. Colombia genera alrededor de 2.7 millones de toneladas anuales lo
que le confiere el tercer lugar en producción mundial, solamente superado por Uganda y
Ruanda. Existen actualmente 350.000 hectáreas dedicadas al cultivo de esta variedad
únicamente en Colombia, siendo el eje cafetero el centro de la producción a nivel nacional
con 300.000 hectáreas empleadas en esta actividad, y seguido por los llanos orientales que
poseen las 50.000 hectáreas restantes (Gutiérrez, 2013).
Sin embargo en la actualidad existen pequeños grupos de agricultores que debido a la
alta demanda de la variedad para la industria alimenticia, dedican parte de sus terrenos a la
producción platanera en Cundinamarca. Éste es el caso de los agricultores de la vereda
Chiniata en Anolaima quienes con el fin de aprovechar la totalidad del área de sus fincas y
para dar cumplimiento a un convenio con la empresa PEPSICO han optado por el cultivo de
la variedad Dominico Hartón, siendo ésta la más adaptable a las condiciones ambientales de
los sectores donde es cultivado, razón por la que posee una alta demanda comercial con
rendimientos económicos positivos. (Corpoica, 2002).
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Cabe destacar que esta variedad además de su alta adaptabilidad, genera buenos
rendimientos productivos puesto que proporciona racimos con 7 manos o gajas que generan
aproximadamente 50 a 55 dedos con pesos de racimos que pueden llegar hasta los 21 kg, con
pesos promedios de 15-16 kg. (Corpoica, 2002).
Variedad Domínico Hartón.
La variedad Dominico Hartón (Musa AAB) pertenece a la familia Musácea y al
género Musa, razón por la cual guarda estrecha relación en términos morfológicos y de
sistema radical con diversas variedades del mismo género, como el banano y sus variedades
(Aristizábal L. & Jaramillo G., 2010).
Posee dos grandes fases de crecimiento, vegetativa desde el momento de la
siembra hasta que ocurre la diferenciación floral, y reproductiva que comprende desde la
aparición de la bellota hasta la madurez fisiológica. Sin embargo se han establecido 10 etapas
específicas de crecimiento que se muestran a continuación: Salud Pública (Aristizábal L. &
Jaramillo G., 2010).
Se considera como la responsabilidad estatal y de los ciudadanos para proteger
la salud como un derecho esencial a nivel individual, colectivo y comunitario de tal forma
que se mejores las condiciones de bienestar y calidad de vida de la población (Asociación
Medica Mundial, 2015).
Tabla 1.
Designación y descripción de las etapas de crecimiento en plátano (Dominico Hartón).
FASE ETAPA DESIGNACIÓN DESCRIPCIÓN
VE
G
ET
A
TIV
A
V0 Brotación y emergencia
Desde el momento de la siembra
hasta la aparición de la primera
hoja funcional.
20
V1 Plántula
Desde la aparición de la primera
hoja funcional hasta la aparición
del primer hijuelo.
V2 Formación de hijuelos
Desde la aparición del primer
hijuelo hasta el inicio del
alargamiento de entrenudos.
V3 Alargamiento inicial de
entrenudos
Desde el alargamiento de los
entrenudos nueve o 10, hasta la
iniciación de la bellota.
RE
PR
OD
UC
TIV
A
R4 Iniciación Floral
Desde la iniciación de la bellota
hasta que el prímordio de ésta se
observa a simple vista
R5 Desarrollo de la bellota
Desde que el prímordio de la
bellota se observa a simple vista
hasta su emisión en la parte
terminal del pseudotallo
R6 Floración
Desde la emisión de la bellota
hasta la apertura de la primera
bráctea.
R7 Iniciación del racimo
Desde la apertura de la primera
bráctea hasta que los prímordios
de todos los dedos se hacen
visibles.
R8 Llenado del racimo
Desde que los prímordios de
dedos se hacen visibles hasta
madurez fisiológica.
R9 Maduración Desde madurez fisiológica hasta
maduración completa
Fuente: Etapas de crecimiento del plátano dominico hartón (Aristizábal L., 2010).
La morfología de la planta de plátano exige suelos con características físicas
especiales como: Ausencia de rocas, buen drenaje, suelos profundos con buena aireación y
buena capacidad de retención de agua, sin presencia de capas internas endurecidas ni señales
de compactación. Los suelos más aptos para el desarrollo comercial del plátano son los de
origen aluvial de zonas bajas costeras con texturas que van desde franco arenoso fino hasta
franco arcilloso. Los suelos con textura arcillosa pueden ser adecuados si tienen estructura
en bloques, migajosa o granular. El porcentaje de arcilla no debe ser mayor del 40% ni menor
al 20%. El suelo debe tener una profundidad mínima de 0.8 m sin la presencia de un nivel
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freático elevado o capas endurecidas a esta profundidad, así como un pH entre 5 y 7.5. (J. E.
Villarreal Núñez, 2010).
En cuanto a hidratación debido a su morfología la requiere abundante cantidad de
agua disponible en el suelo para que el crecimiento y desarrollo ocurra normalmente
(Castaño, Aristizábal, & González, 2011), ya que sus necesidades hídricas se basan en que
tiene una gran superficie foliar transpirante, siendo más exigente en agua que otras especies.
El plátano es sensible a la falta de agua durante todo su ciclo de vida, particularmente durante
la primera parte del período vegetativo, así como la floración y formación del racimo
(Castaño et al., 2011).
Ilustración 1
Requerimientos hídricos semanales de acuerdo con la etapa de crecimiento del plátano
Dominico Hartón en la granja Montelindo, Palestina, Caldas.
Fuente: Requerimientos hídricos del plátano (Castaño et al., 2011).
El suministro de agua para la planta depende de su disponibilidad en el suelo, del
volumen explorado por las raíces activas, de las necesidades en cada etapa fisiológica
(ilustración 2) y de la demanda de evaporación. La raíces del plátano extraen agua del suelo
22
únicamente a valores bajos de succión, por lo que la humedad del suelo debe mantenerse
cerca de la capacidad de campo para evitar estrés por agua (Orozco & Pérez, 2006).
El sistema radical del plátano es el enlace entre la planta y el suelo y guarda
estrecha relación con diversas variedades de variedades del genotipo Musa. Este sistema
puede alcanzar hasta 100 cm de profundidad, sin embargo el comportamiento de las raíces
está directamente influenciado por la profundidad de irrigación, por lo que sistemas de riego
superficiales, como el utilizado por los agricultores de Anolaima, provocan que el 80% de
raíces de la planta se encuentre entre 0- 30 cm de profundidad, mientras que el 90% de las
mismas se ubique entre los 0 y 50 cm, lo que disminuye considerablemente el área de
extracción de agua y nutrientes, así como el anclaje del cultivo en el suelo (Rodríguez, Cruz
& Sarmiento, 2005)
El crecimiento de los brotes y el sistema radical están estrechamente relacionado.
Es así como en el Banano se observaron correlaciones positivas entre el desarrollo radical y
las características del crecimiento aéreo (Blomme, Swennen, Tenkouano, Ortiz & Vuylsteke,
2001).
Los nutrientes determinantes requeridos por el cultivo de plátano son el nitrógeno
(N) y el potasio (K), sin embargo la determinación exacta de la cantidad total de nutrientes
requerida por el cultivo depende de la cantidad total de nutrientes absorbida para un
rendimiento determinado considerando un elevado reciclaje de nutrientes que ocurre en la
plantación (J. E. Villarreal Núñez, 2010). Estudios realizados en las principales zonas
plataneras de Colombia, han demostrado que existe una buena respuesta a la aplicación de
N, K y S. No obstante la magnitud de respuesta no es uniforme en todos los suelos, indicando
que la respuesta depende de contenido inicial de nutrientes en el suelo (Espinosa, Belalcazar,
23
Chacón, & Suárez, 1998). A continuación se presenta el contenido medio de nutrientes en el
suelo recomendado para cultivos de plátano.
Tabla 2.
Recomendaciones de fertilización para plátano.
NUTRIENTE NIVEL EN EL SUELO
Bajo Medio Alto
Fósforo (mg/kg) <10 10-20 >20
kg P2O5/ha/año 100 50 0
Potasio (cmol/kg) <0,2 0,2-0,5 >0,5
kg K2O/ha/año 700 600 500
Calcio (cmol/kg) <3 3-6 >6
kg CaO/ha/año 1100 550 0
Magnesio (cmol(kg) <1 1-3 >3
kg MgO/ha/año 200 100 0
Nitrógeno Indiferente
kg N/ha/año 350-400
Fuente: Fertilización del plátano en densidades altas (Espinosa,1998).
Sin embargo Orozco- Romero & Pérez-Zamora (2006) sostienen que el efecto de
la interacción de fertilización nitrogenada y buenos contenidos de humedad en el suelo
generan resultados positivos en el rendimiento y mejoramiento en calidad de fruta, esto se
relaciona con los altos requerimientos de agua y N por el cultivo de plátano que de acuerdo
con este estudio alcanza sus mayores rendimientos con 290 a 300 kg N/ha.
En adición, se puede mencionar que el sistema radical, el desarrollo de la planta
y por lo tanto la productividad del cultivo están altamente influenciadas por las condiciones
ambientales (Blomme, Swennen, Tenkouano, Ortiz & Vuylsteke, 2001). Por lo tanto, es
necesario realizar el ajuste de los modelos (índices) cuando las plantas se cultivan bajo
diferentes condiciones ambientales (climatológicas y topográficas). Por tal motivo, para el
24
desarrollo del presente estudio se incluirán variables climatológicas (Temperatura y
precipitación) y topográficas (pendiente).
La variedad Dominíco Hartón es una planta que se adapta a regiones tropicales
que poseen clima húmedo y cálido (Sanabria, Vega, Álvarez, Fuentes, Velázques & Monge,
2007). Se puede cultivar desde el nivel del mar hasta los 1500 mnsm. La duración del ciclo
vegetativo se incrementa con la altitud de forma directa, la cual es de 10 a 12 meses a los 20
msnm y pasa de 16 a 18 meses a los 1350 msnm (CORPOICA). La temperatura para un buen
desarrollo es entre los 20°C y 30°C, la moderada de 30°C y 35 °C y no apto inferior a 20°C
y mayor a 35°C.
Por su amplio follaje y rápido crecimiento, requiere de abundante agua para su
adecuado desarrollo. Se recomienda cultivar en aquellas zonas cuya precipitación oscila entre
1800 y 3600 mm de promedio anual, la moderada oscila entre 1200 a 1800 mm y 3600 a
4600 mm y la precipitación no apta es menos de 1200 mm y 4600 mm anuales. Además es
recomendable establecer las plantaciones en suelos con topografía plana de pendientes de 0
a 3%, la moderada de 3 a 8% y la no apta pendientes superiores a 8% (Sanabria, Vega,
Álvarez, Fuentes, Velázques & Monge, 2007).
Calidad de suelos e indicadores.
En el mismo momento en que la humanidad inició la domesticación de plantas y
animales durante el período neolítico probablemente unos 12.000 años antes de nuestra era,
el suelo comenzó a considerarse como un recurso productivo y a su valor como base de los
ecosistemas naturales se le adicionó el valor como fundamento de la producción agraria
(León, 2003).
25
Adicionalmente el suelo contempla un sistema complejo integrado por diversas
estructuras, procesos y componentes, de esta manera se puede considerar al mismo como
subsistema del agro ecosistema del cual forma parte (Nuñez, 2000). Además es un ente
tridimensional, trifásico, dinámico, sobre el cual crecen y se desarrollan la mayoría de las
plantas. Se define como un ente porque tiene vida; tridimensional, porque es visto a lo largo,
ancho y profundo; trifásico, porque existe fase sólida, líquida y gaseosa; dinámica, porque
dentro del suelo ocurren procesos que involucran cambios físicos y reacciones químicas
constantemente. Además es el medio natural donde crecen las plantas, por tanto sirve como
soporte (Sánchez, 2007).
Sin embargo con el paso del tiempo el suelo tomó otra connotación y comenzó a
ponderarse tanto por sus propias características edáficas y eco sistémicas, como por su valor
de uso, de intercambio y de jerarquía social. Posteriormente su destinación que era
eminentemente agrícola, comienza a competir con otros usos posibles que se van volviendo
más complejos en la medida en que avanzan demandas sociales y desarrollos tecnológicos
(León, 2003).
La calidad del suelo puede definirse de acuerdo a (Henriquez, 1999) citando a
(Malavolta, 1994 y Finck, 1998) como el conjunto de características químicas y físicas,
relacionadas con el mejor valor nutritivo-sanitario, industrial y comercial del producto
agrícola que puede ser dedicado para alimentación humana o animal, o simplemente como
“la capacidad de funcionar de un específico tipo de suelo”. En general, puede ser evaluada
midiendo un grupo mínimo de datos de propiedades del suelo para estimar su capacidad de
realizar funciones básicas, como mantener la productividad, regular y separar agua y flujo de
solutos, filtrar y taponar contra contaminantes y almacenar y reciclar nutrientes (USDA,
26
1999). Sin embargo, para efectos de la presente investigación la calidad del suelo se definirá
como la capacidad del medio para mantener su productividad biológica, su calidad ambiental,
promoviendo además la salud de plantas, animales y hasta el propio ser humano (J. E.
Villarreal Núñez, 2010).
En los sistemas agrícolas, un suelo de alta calidad y salud provee un crecimiento
productivo y sostenible de los cultivos con el mínimo impacto sobre el ambiente, gracias a
su alta disponibilidad de nutrientes y aireación, buena infiltración y retención de humedad,
estabilidad estructural y elevado nivel de actividad biológica. Sin embargo ha sido aceptado
que la producción agrícola convencional mal llevada provoca un deterioro de la calidad del
suelo, no obstante muchas funciones e interacciones entre la productividad y las propiedades
físicas, químicas y biológicas del suelo aún no han sido bien comprendidas por la comunidad
científica, especialmente en sector platanero que se desarrolla en suelos y climas tropicales
(Villarreal, 2010).
Por esta razón la calidad del suelo será evaluada abarcando y analizando las
propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo y sus interacciones, empero, con el fin
de captar la naturaleza holística de la calidad, o salud del suelo, deberán ser medidos todos
los parámetros. Sin embargo, no todos los parámetros tendrán la misma relevancia para todos
los suelos o situaciones (USDA, 1999).
Es por esto que para evaluar adecuadamente la calidad se debe contar con
indicadores que permitan conocer su condición actual (Herrick, Brown, Tugel, Shaver, &
Havstad, 2002). Pero interpretar los efectos del manejo sobre la calidad del suelo a través de
indicadores confiables y sensibles constituye uno de los principales retos de la moderna
ciencia del suelo, por lo que existe la necesidad de contar con indicadores para interpretar los
27
diferentes tipos de calidad como paso fundamental para definir sistemas de producción
sostenibles (Dalurzo, Vasquez & Ratto, 2002).
Sin embargo se ha sostenido que los indicadores de calidad deben reflejar las
principales restricciones del suelo, en congruencia con la función o las funciones principales
que se evalúan (Bautista, Etchevers, Del Castillo & Gutierrez, 2004). Debido a lo anterior,
los indicadores que se pueden determinar en un sitio, podrían no ser tan importantes al ser
evaluados en otro sitio (Navarrete Segueda, Vela Correa, López Blanco, & Rodríguez
Gamiño, 2011).
Los indicadores son datos estadísticos o medidas de una cierta condición, cambio
o de calidad o cambio en estado de algo que está siendo evaluado. Proporcionan información
y describen el estado del fenómeno objeto de estudio, pero con un significado que va más
allá de aquel que está directamente asociado con un parámetro individual (Villarreal, 2010)
citando a (OECD, 1993). Los indicadores que se utilizan comúnmente corresponden con las
propiedades físicas, químicas y biológicas de suelo. De acuerdo con ello, los indicadores de
calidad del suelo deben cumplir con las siguientes condiciones (Etchevers, Hidalgo, Vergara,
Bautista & Padilla, 2009):
Que sean fáciles de medir.
Que midan los cambios en las funciones de suelo.
Que abarquen las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo.
Que sean accesibles a los evaluadores y aplicables en condiciones de campo.
Que sean sensibles a las variaciones climáticas y de manejo.
Asimismo, los indicadores de calidad del suelo deben permitir (Etchevers, et al.,
2009):
28
Analizar la situación actual del suelo con respecto a la funcionalidad específica que
se evalúa.
Identificar los puntos críticos respecto de su sustentabilidad.
Prever los impactos de una intervención y minimizarlos.
Ayudar en la toma de decisiones.
Indicadores Físicos.
Dentro de las propiedades físicas que pueden ser utilizadas como indicadores de
calidad, se encuentran aquellas que se refieren a la forma en que el suelo intercepta, retiene
y transfiere el agua, a los movimientos que realiza dicho líquido en el perfil, a las limitaciones
que se pueden presentar para el desarrollo de raíces y la emergencia de plantas y a la
estructura y porosidad de dicho suelo (Villarreal, 2010), la infiltración y el movimiento del
agua dentro del perfil y promover el intercambio óptimo de gases (Etchevers et al, 2009).
Existe una amplia variedad de indicadores físicos de calidad del suelo, éstos
varían de acuerdo con las características predominantes del lugar en estudio (Navarrete,
2011). Por otra parte, se ha propuesto la estructura, densidad aparente, estabilidad de
agregados, infiltración, profundidad del suelo superficial, capacidad de almacenamiento de
agua y conductividad hidráulica saturada como las características físicas que sirven para
identificar el comportamiento de la calidad del suelo (Bautista et. al., 2004).
Textura.
La textura se refiere a la proporción relativa de arena, limo y arcilla del suelo. La
clasificación de estas partículas se hace de acuerdo a su tamaño. La arena constituye
partículas con diámetro de 0.05-2mm, el limo de 0.05-0.002 mm y la arcilla de 0.002 mm.
29
Ilustración 2.
Triángulo de clases texturales de suelos.
Fuente: (Gisbert Blanquer, Ibáñez Asensio, & Moreno Ramón, 2010).
La textura es una importante propiedad del suelo, ya que afecta la cantidad de
área superficial expuesta por el suelo y la cantidad y tamaño de poros. Al disminuir el tamaño
de partículas, aumenta el total de área superficial disponible para la adsorción de agua y
nutrientes, así como la cantidad y tamaño de poros que determinan la cantidad y velocidad
del aire y del agua en el suelo. De esta forma, el movimiento, poder de retención y suministro
del agua y la fertilidad, erosión y aireación del suelo están estrechamente relacionadas con la
textura (Gisbert Blanquer, Ibáñez Asensio, & Moreno Ramón, 2010).
Densidad aparente.
La densidad aparente es la relación existente entre el peso de un volumen dado
del suelo seco a la estufa (105 – 110 °C) incluyendo su arreglo estructural (Sin disturbar) y
el volumen de agua desalojado por el mismo. Una correcta interpretación de los valores de
30
la densidad aparente permite dilucidar una apreciación acerca de la capacidad productiva de
los suelos, tales como aireación, movimiento del agua y grado de compactación.
La densidad aparente del suelo varía generalmente entre 1.35 y 1.8 g/cm3, los
suelos orgánicos y los suelos minerales con altos contenidos de materia orgánica tienen una
densidad aparente menor debido a su gran porosidad y liviandad. En suelos derivados de
cenizas volcánicas, los valores de densidad aparente llegan en algunos casos a ser menores
que la unidad. Con la disminución de la materia orgánica aumenta la densidad aparente
(Ramírez, 2009).
Tabla 3.
Escala textural de suelos.
TEXTURA DENSIDAD (g/cm)
Arcillosa 1,35-1,45
Arcillo limosa 1,40-1,50
Arcillo arenosa 1,35-1,45
Franca 1,45-1,55
Franco arcillosa 1,40-1,50
Franco arcillosa limosa 1,45-1,55
Franco arcillosa arenosa 1,45-1,55
Limosa 1,40-1,50
Franco limosa 1,45-1,55
Franco arenosa fina 1,45-1,55
Arena 1,70-1,80
Arenosa franca fina 1,55-1,60
Fuente: Escala textural de suelos (Ramírez, 2009).
Es una forma de evaluar la resistencia del suelo a la elongación de las raíces.
También se usa para convertir datos expresados en concentraciones a masa o volumen,
cálculos muy utilizados en fertilidad y fertilización de cultivos extensivos. La densidad
aparente varía con la textura del suelo y el contenido de materia orgánica; puede variar
31
estacionalmente por efecto de labranzas y con la humedad del suelo sobre todo en los suelos
con arcillas expandibles (Álvarez, Torres, Chamorro, Ambrosio, & Taboada, 2009).
Lámina de agua disponible.
El sistema radical de las plantas no solamente sirve como medio de anclaje en el
suelo sino también como un medio eficaz para la absorción de nutrientes y agua. La absorción
de agua se realiza en la epidermis de la raíz y especialmente en los pelos absorbentes, desde
donde el agua pasa a través de las células corticales al tejido del xilema, encargado de
transportar la savia bruta hasta las hojas para ser usada en el proceso de fotosíntesis (Torres,
Cruz & Villegas, 2004)
Durante las horas de alta demanda evaporativa de atmósfera, el agua en el suelo
que circunda las raíces se absorbe tan rápidamente que se agota. En ese momento el flujo de
agua desde el suelo hacía la raíz depende de lámina de agua, de la parte exterior de la raíz y
de la conductividad capilar del suelo (Torres, et al. 2004)
Para el caso específico del plátano Dominico hartón el suelo franco arcilloso ideal
(ideal para el cultivo) tiene características favorables para almacenar 150 mm/m de agua
lluvia. En esta clase de textura se espera que prácticas de labranza adecuadas y el suministro
de agua promuevan el desarrollo de raíces, ya que éstas sólo extraen agua a tensiones cercanas
a la capacidad de campo (Orozco & Pérez, 2006).
Dependiendo del nivel de humedad que exista en el suelo las plantas pueden
hacer uso o no de dicha agua. El contenido de humedad en el cual las plantas pueden hacer
uso del agua se encuentra entre los niveles de capacidad de campo y punto permanente de
marchitez. Para que una planta se desarrolle en una forma adecuada se debe mantener el nivel
32
de humedad muy cerca de la capacidad de campo, regando poco y en forma frecuente (cada
uno o dos días), esto se logra con sistemas de riego localizados como los métodos por goteo
y micro aspersión (Castaño et al., 2011). De acuerdo con esto la lámina de agua disponible
puede determinarse a través de la siguiente ecuación:
Ecuación 1. Lámina de agua
Indicadores químicos.
Potasio (K).
Dentro de los nutrientes fundamentales que se necesitan para el crecimiento y
desarrollo normal de la planta están el potasio, calcio y magnesio, los cuales son considerados
como macronutrientes por su alta demanda en los (Navarro y Navarro, 2003). Así mismo,
con base en los requerimientos de la planta, señalan al potasio como el nutriente “primario”;
dejando al calcio y al magnesio con carácter de “secundarios” (Sadeghian Khalajabadi,
2012).
En el suelo, el K puede clasificarse en las siguientes cuatro categorías: i) K+ de
la solución, ii) K+ intercambiable, iii) K difícilmente intercambiable, y iv) K mineral,
adicionan a las anteriores la forma orgánica y establecen la siguiente clasificación basada en
33
su disponibilidad: no asimilable, lentamente asimilable y rápidamente asimilable. Los
síntomas de la deficiencia de K se relacionan con los siguientes eventos: i) crecimiento lento,
ii) clorosis/necrosis en márgenes y ápices foliares, a partir de las hojas más viejas, iii) tallos
débiles y iv) frutos pequeños o semillas arrugadas” (Sadeghian Khalajabadi, 2012).
Asimismo se certifica que entre los factores que determinan la disponibilidad de
K+ se encuentran: cantidad y tipo del mineral arcilloso, CIC – Capacidad de intercambio
catiónico, contenido de K+ intercambiable, capacidad del suelo para fijar el K+, la humedad,
la temperatura, la aireación y el pH del suelo (Sadeghian Khalajabadi, 2012).
la formación y crecimiento de la circunferencia de la madre depende
directamente de la cantidad de K disponible en el suelo; por otro lado, (Pármenides Furcal-
Beriguete & Baquero-Badilla, 2013) citando a Mena 1997 afirma que la deficiencia de K
afecta el peso total del racimo y el número de manos por racimo; además de ser necesario en
el transporte de azúcares al fruto (Bolaños et al., 2002).
Nitrógeno (N).
Por otra parte el N es un elemento de los más dinámicos en los suelos que
responde rápidamente a diferentes manejos, además es uno de los elementos limitantes en la
producción de cultivos (Cristobal-Acevedo, Alvaréz Sanchéz, Hernández-Acosta, &
Améndola-Massiotti, 2011)
El contenido de nitrógeno orgánico en el suelo incluye una gran variedad de
formas, que puede no estar disponible para las plantas en moléculas complejas o perderse por
desnitrificación, erosión del suelo, lixiviado, volatilización, y desempeña un papel importante
34
en la composición y diversidad de las especies, y en la dinámica y funcionamiento de la
mayoría de los ecosistemas (Castellanos, 2011).
El nitrógeno orgánico constituye, pues la fracción más importante de este
elemento en el suelo. Tanto su almacenamiento como su liberación están asegurados por los
procesos de constitución o de destrucción de las reservas orgánicas del suelo. De tal forma
que el problema de la fertilización nitrogenada no se puede aislar de la intervención de la
materia orgánica del suelo. De igual manera, existe una estrecha relación entre carbono y
nitrógeno de los suelos que suele tender hacia un equilibrio natural caracterizado por el valor
10. Si el valor de esta relación se aumenta de manera artificial, el carbono suplementario
tiende a desaparecer; si por el contrario, se le hace descender, la eliminación de nitrógeno
tiende a aumentar (Sanz, Heras, & Montañes, 1975).
El nitrógeno incrementa el vigor del pseudotallo, influyendo positivamente en el
crecimiento del cultivo; sin embargo, cabe resaltar que esta dependencia es mayor cuando
las condiciones de humedad del suelo son óptimas (Orozco & Pérez, 2006).
Carbono Orgánico Total.
El carbono orgánico total presente en el suelo beneficia su agregación y así
mismo afecta la distribución del espacio poroso del suelo, influyendo en las diferentes
propiedades físicas, como humedad, capacidad de aire y movimiento de agua y gases en el
suelo. Al mismo tiempo, forma compuestos de diversa naturaleza química y estado de
descomposición, interviene en las propiedades químicas del suelo, aumenta la CIC y la
capacidad tampón sobre la reacción del suelo (pH) (Martínez H, Fuentes E., & Acevedo H.,
2008).
35
Se considera al carbono como elemento esencial en los suelo, por tal motivo, la
materia orgánica se convierte en una variable imprescindible que influye sobre casi todas las
propiedades físicas, químicas y biológicas; por las que se puede determinar la calidad del
suelo. Es aquí donde se argumenta la importancia de las propiedades biológicas, puesto que
la materia orgánica depende de manera directa de la presencia y función de microorganismos
y la fauna edáfica, y estos a su vez se encuentran involucrados en el ciclo de los nutrientes
del suelo (Abi-Saab Arrieche, 2012)
La materia orgánica afecta la reacción del suelo (pH) debido a los diversos grupos
activos que aportan grados de acidez, a las bases de cambio y al contenido de nitrógeno
presente en los residuos orgánicos aportados al suelo (Martínez H, Fuentes E., & Acevedo
H., 2008).
El carbono orgánico total, contribuye con la retención de nutrientes y evitando
su pérdida por lavado o erosión del suelo según el informe presentado por (SIPSA, 2014);
además el incremento moderado del porcentaje de carbono orgánico aumenta la presencia de
comunidades microbianas aumentando la resistencia a enfermedades, así lo explica (Bautista
M., Bolaños B., Massae Asakawa, & Villegas E., 2015).
pH.
El pH fuera de indicar el nivel de acidez, basicidad o estado neutro del suelo, el
pH interviene en gran medida sobre la cantidad de nutrientes disponibles en el suelo; por lo
que en el suelo pueden presentarse ciertas condiciones:
- Predominan condiciones de alcalinidad, como los suelos situados en áreas
secas, donde la precipitación pluvial es menor que la evapotranspiración real de los cultivos.
36
- Predominan condiciones de acidez, lo cual es muy frecuente en suelos de
regiones tropicales, calientes y húmedas.
En ambas condiciones se dan procesos que afectan la disponibilidad de elementos
como nitrógeno en forma amoniacal o nítrica; fósforo, potasio, molibdeno y boro, ya que
dependiendo de si el pH es alcalino o ácido, muchos elementos forman precipitados en la
disolución del suelo, que los hace no solubles y no disponibles para las raíces de las plantas.
(Kass, 1998).
El pH del suelo controla la movilidad de iones, la precipitación y disolución de
minerales, las reacciones redox, el intercambio iónico, la actividad microbiana y la
disponibilidad de nutrientes (Di Ciocco et al., 2014), es así como el desbalance de nutrientes
como K, Ca y Mg causadas por la aplicación excesiva de K contribuyen a las pérdidas por
lixiviación de Ca y Mg favoreciendo la acidez (J. E. Villarreal Núñez, 2010).
Se ha determinado que el pH y la acidez del suelo afectan el vigor y la producción
del cultivo, los cuales se deterioran cuando aumenta la acidez del suelo y a su vez baja el pH,
además en el proceso de acidificación se facilita que el Al+3 se solubilice, convirtiéndose un
elemento tóxico para el plátano al absorberlo según (Serrano, Sandoval, Pocasangre, Rosales,
& Delgado, 2006).
Indicadores Biológicos.
Respiración Microbiana.
Los microorganismos juegan un papel importante en la descomposición de la
materia orgánica en el suelo. Se ha reportado que existe una correlación entre el número de
microorganismos presentes en el suelo y el consumo de oxigeno; sin embargo, esto depende
37
directamente del contenido de materia orgánica que se encuentra en el suelo. La
trasformación de la materia orgánica a formas más simples contribuye a aumentar la fertilidad
del suelo (Crisostómo, Ferrera-Cerrato, & Zebrswski, 2010).
La evolución del CO2 es un parámetro ligado al manejo de materiales orgánicos
el cual representa una medición integral de la respiración del suelo, conocida como
respiración edáfica basal (respiración de las raíces, fauna del suelo y la mineralización del
carbono a partir de diferentes “pools” del carbono de suelo y desechos), es decir, representa
la estimación de la actividad microbiana. Existe una relación muy estrecha entre la actividad
biológica de un suelo y su fertilidad por lo que parámetros vinculados a la primera han sido
propuestos como indicadores apropiados del mencionado impacto, uno de ellos es la
producción de CO2 (como reflejo del sustrato carbonado consumido por los
microorganismos), el carbono o el nitrógeno unido a la biomasa microbiana y la actividad de
las enzimas del suelo (Guerrero - Ortiz, Lourdes et. al., 2012).
En particular, la respiración metabólica de la comunidad de organismos
asociados al detritus orgánico es el proceso que libera el carbono hacia la atmósfera en forma
de CO2. De esta manera, la respiración heterotrófica contribuye a la descomposición, junto a
otros procesos como la humificación y la fragmentación del detritus. Los microorganismos
respiran continuamente y la tasa de respiración es un índice confiable de la tasa de
crecimiento. Los factores que afectan el crecimiento también influyen en la respiración en el
mismo grado. (Guerrero - Ortiz, Lourdes et, al., 2012).
La respiración microbiana tiene repercusiones en la circunferencia de la madre,
ya que la actividad microbiológica facilita y acelera la descomposición e incorporación de la
38
materia orgánica y nutrientes al suelo, para que una vez transformados en formas asimilables
puedan ser absorbidos por la planta de plátano, así lo explica (Bolaños et al., 2002).
Conservación de biodiversidad
Este indicador se divide en tres mediciones en campo:
Biodiversidad-Especies vegetales (n°): se basa en la comparación del resultado
de la medida (n°) con los valores de referencia de la tabla de indicadores básicos. No
olvidando que los valores de referencia son diferentes tratándose de pastos de fondo de valle
o de montaña. Una alta diversidad vegetal no solo tiene un valor “per se” sino que, además,
da lugar a un pasto de alto valor nutritivo capaz de adaptarse a los cambios.
Biodiversidad-Estratos vegetales (n°): Parte de la visualización e identificación
de 3 estratos vegetales dentro del área de estudio (herbáceo, arbustivo y arbóreo), 2 o 1.
Puesto que, los arbustos y/o árboles que acompañan estrato herbáceo sirven de refugio al
ganado y generan nuevos nichos ecológicos tanto a nivel aéreo como subterráneo (zona
radicular) que pueden ser habitados por multitud de organismos.
Biodiversidad-Tipos de macrofauna (n°): se realiza un conteo de la macrofauna
del área de estudio. La macrofauna es el eslabón superior de la cadena trófica del suelo, y se
ocupa de comenzar el proceso de descomposición de los restos orgánicos, al trocear los restos
de mayor tamaño y hacerlos así disponibles a la meso y microfauna (SOLIMONTANA,
2013).
La relación directa de la conservación de la biodiversidad con los indicadores
biométricos, puede deberse a que el indicador biológico demuestra la diversidad de macro y
microfauna lo que facilita la actividad microbiana en el suelo y así mismo la fijación de
39
nutrientes como el N y el K según (Amezaga et al., 2016). Adicional a esto, utilizar diferentes
coberturas de arvenses para reducir el estrés hídrico y conservar la humedad en el suelo,
beneficiando el rendimiento del cultivo (Castaño et al., 2011).
Indicadores Biométricos.
La circunferencia de la planta madre tiene relación directa con el tipo de clon y
con el vigor de la planta producto de su ciclo de crecimiento. Una planta con buen vigor es
aquella que presenta un mayor número de hojas bien desarrolladas y consecuentemente,
mayor circunferencia del pseudotallo. Estas dos características a su vez le representan a la
planta mejor capacidad fotosintética, mayor acumulación de reservas y por consiguiente,
mayor peso de racimo y número de manos (Soto, 1992).
Tabla 4.
Indicadores seleccionados para llevar a cabo el proyecto
Indicador Relación con la condición y función del suelo
Indicadores físicos
Textura del suelo Retención y transporte de agua y compuestos
químicos; erosión del suelo
Densidad aparente Potencial de lixiviación, productividad y erosión
Lámina de agua disponible
Cantidad de agua disponible para las plantas a
una profundidad específica, posterior al riego o
precipitación.
Indicadores químicos
Potasio, Nitrógeno
Disponibilidad de nutrientes para las plantas,
indicadores de productividad y de calidad
ambiental.
Carbono orgánico total Fertilidad del suelo, estabilidad y grado de
erosión, potencial productivo.
pH Niveles de acidez, basicidad y estado neutro del
suelo y su relación con la materia orgánica.
Indicadores Biológicos
Respiración microbiana Medición de la actividad microbiana.
Conservación de la
biodiversidad
Evaluación de la biodiversidad y relación con las
actividades de la macrofauna.
Indicadores Biométricos
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Circunferencia de la madre Plantas con mejor capacidad fotosintética,
mayor acumulación de reservas. Número de manos de
bananos
Fuente: (Bautista, 2011).
Diseño estadístico.
Con el objetivo de generar el índice se ha dispuesto la utilización de un conjunto
de indicadores que están directamente relacionados con la calidad del suelo objeto de estudio,
esto teniendo en cuenta que de acuerdo a la definición adoptada por el presente estudio un
suelo de alta calidad es aquel que genera un crecimiento productivo y sostenible de los
cultivos con el mínimo impacto sobre el ambiente, por esto, los indicadores que reflejan
calidad pueden variar entre cultivos de acuerdo a las necesidades del mismo.
Entre los principales indicadores generalmente propuestos como relevantes para
el estudio del suelo se encuentra:: contenido de materia orgánica, estructura del suelo,
profundidad del suelo y raíces, velocidad de infiltración y densidad aparente, capacidad de
retención de humedad, pH, conductividad eléctrica, nitrógeno disponible, fósforo, potasio,
carbono de la biomasa microbiana y respiración del suelo o actividad microbiana (Doran &
Parkin, 1994).
Análisis de componentes principales.
El análisis de componentes principales (ACP) es una técnica apropiada para
formar nuevas variables a partir de combinaciones lineales de las variables originales. El
número máximo de nuevas variables es el número de variables originales, y las nuevas
variables no se encuentran correlacionadas entre ellas, (Mira, 2006) citando a (Sharma,
1996). El análisis de componentes principales se puede ver como una técnica para la
reducción de dimensiones, es decir que reduce el número de variables que representan la
41
variabilidad de los datos en una gran proporción. La idea básica es encontrar un número
pequeño de combinaciones lineales no correlacionadas de las variables originales que son
capaces de explicar la parte esencial de la estructura de covarianza de los datos de interés
(Mira, 2006).
Los ACP se pueden expresar de la siguiente manera: zy = ai1 x1j + ai2 x2j + ai3 x3j +
… + aim xmj donde a es la carga del componente, z el puntaje del componente, x la variable
medida, i el número del componente, j el número de la muestra y m el número total de
variables, (Mira, 2006) citando a (Singh, Malik & Sinha, 2005). Las cargas muestran la
correlación existente entre las variables originales y las nuevas variables, y dan una
indicación sobre hasta qué punto las variables originales son importantes en la formación de
las nuevas variables (Mira, 2006).
Dichas correlaciones se pueden evidenciar, por ejemplo, en la materia orgánica
está conformada principalmente por el nitrógeno y el carbono (Eduardo Martínez H., 2008).
Así mismo este componente favorece la actividad biológica del suelo dado el proceso de
descomposición del humus, puesto que por su carga eléctrica negativa la cual retiene cationes
o nutrientes de carga positiva se incrementa la Capacidad de Intercambio de Cationes (CIC)
con elementos como el potasio (K+) y Nitrógeno Total ligado a las materias húmicas del
suelo (FAO, 2006 ). De igual manera la mineralización del N es favorecida por la textura
arenosa, sin embargo suelos arcillosos generan una mayor protección física a la materia
orgánica, facilitan la formación de agregados debido a la presencia de cargas negativas en las
arcillas que atraen iones opuestos que atraen bacterias (Estrada D. I., 2003 ).
42
Estado del arte
Suelos en agricultura convencional
Antes del siglo XX los cambios de uso del suelo ocurrían lentamente, lo que
favorecía el mantenimiento en el tiempo de unos paisajes agrarios estables y adaptados a las
condiciones ambientales, sin embargo los modelos agrícolas intensivos actuales, orientados
a los mercados, con elevada productividad por unidad de superficie y cambiantes en breves
períodos de tiempo, se han venido comportando como aceleradores de la degradación de
tierras , ya que han requerido la puesta en práctica de técnicas de cultivo poco apropiadas
para frenar la erosión o han exigido la modificación del terreno apto a la mecanización
(Arnáez, Ruíz-Flaño, Lasanta, Ortigosa, Llorente, Pascual & Lana-Renault, 2012).
La degradación de tierras es un proceso que conlleva un deterioro progresivo de
la calidad del suelo debido a la implantación de sistemas agrícolas que han conducido a un
deterioro continuo del recurso, en especial, desde el punto de vista físico y químico, lo que
se traduce en una pérdida de la productividad agrícola reflejada en menores rendimientos y
mayores problemas ambientales (Quiñones & Dalpozzo, 2008), a causa de su enorme
transcendencia y relación con el uso y gestión del territorio. De esta manera las actividades
humanas aceleran los ritmos de erosión y exportación de sedimentos, en algunas
circunstancias con tasas de varios órdenes de magnitud por encima de las correspondientes a
la erosión geológica, de manera que convierten al suelo en un recurso no renovable (García
& Lopez, 2009).
En primer lugar y como uno de los principales problemas que afectan el
comportamiento de las variables físicas del suelo, se tiene la compactación excesiva causada
por el tránsito de maquinarias pesadas que constituye un problema importante en suelos
43
agrícolas de diversas regiones del mundo. Como ejemplo se puede mencionar la creciente
preocupación que ha generado este impacto negativo durante los últimos años en Argentina,
debido a con la intensificación agrícola y la expansión geográfica de la siembra directa
(Álvarez, 2009). En consecuencia por la adopción de éste sistema de manejo se ha promovido
la alta intensidad de tránsito resultante del pasaje de los tractores utilizados en la protección
de los cultivos y en la cosecha, favoreciendo la alteración que ocurre potencialmente cuando
estas operaciones son realizadas con el suelo húmedo y con alta presión en los neumáticos
(Botta, Joraujuria, Balbuena & Rossato, 2004).
Es así como la influencia negativa que ejerce la compactación excesiva se refleja
en la alteración en la emergencia de las plántulas, la exploración radical, la producción de
biomasa y los rendimientos de los cultivos (Álvarez, Torres, Chamorro, Ambrosio &
Taboada, 2009).
La erosión de los suelos depende de cuatro factores o errores que se cometen al
momento de preparar los suelos. Estos errores son, en realidad los causantes del deterioro de
los suelos agrícolas y no la mecanización, ya que ésta, bien planificada y aplicada, puede
incluso servir para la conservación de los suelos y el medio ambiente. Además concluye
manifestando que la gran mayoría de las personas asocian el deterioro de los suelos con los
resultados de la adopción de prácticas de tecnificación agrícola; lo anterior se debe a que, en
forma generalizada, se cometen los siguientes errores al realizar la mecanización de los
terrenos (Alvarado, 2006):
1. El uso de implementos inapropiados para las condiciones del terreno y el tipo de
cultivo por establecer.
44
2. La mala escogencia de las épocas en que se realizan la pre labranza y la labranza
primaria.
3. La falta de uso de técnicas de conservación de suelos, sobre todo en terrenos
susceptibles a la erosión hídrica.
4. La mecanización de terrenos que no son aptos para la agricultura mecanizada.
No obstante, se ha demostrado que la mecanización propia de la agricultura
convencional a pesar de pretender generar el menor impacto posible con el paso del tiempo
producirá el deterioro de la estructura, ocasionado principalmente por la compactación del
suelo que provoca una disminución de la porosidad, que origina una reducción del drenaje y
una pérdida de la estabilidad, teniendo como consecuencia un encostramiento superficial y
por tanto un aumento considerable en la escorrentía que a su vez favorece la erosión hídrica
(Universidad Central del Ecuador, 2008).
Adicionalmente se hace notoria la pérdida de elementos nutrimentales (N, P, S,
K, Ca, Mg, etc.) de manera directa, bien al ser eliminados por las aguas que se infiltran en el
suelo o bien por erosión a través de las aguas de escorrentía, o de una forma indirecta, por
erosión de materiales que los contienen o que podrían fijarlos (Suquilanda, 2008).
Por otro lado el monocultivo intensivo de la agricultura convencional, ha
provocado cambios sustanciales en el ambiente, tal como la disminución de la biodiversidad
ocasionado principalmente por alteración de la dinámica natural del ecosistema, debido a la
ruptura del ciclo de nutrientes y microorganismos que favorecen la aparición de variedades
de plantas y animales que enriquecen el suelo y el agro ecosistema. Gracias a esto se ha
experimentado una disminución del recurso suelo por erosión y desequilibrio entre los
componentes físicos, químicos y biológicos del suelo (Villarreal, 2010).
45
En relación con la actividad platanera los impactos negativos pueden
desprenderse de la alta carga de desechos de polietileno y nylon, el uso intensivo de biocidas
para el control de nematodos y de la Sigatoka negra (Mycosphaerella fijensis) y la aplicación
de dosis de fertilizantes por encima de la capacidad de extracción del cultivo. Todas estas
prácticas se constituyen como elementos de manejo críticos que han contribuido en mayor o
menor grado al deterioro de suelos plataneros (Villarreal, 2010).
Dichas prácticas nacen de la aplicación de técnicas e insumos de alto costo que
incluyen el uso intensivo de agroquímicos. No obstante en las plantaciones comerciales se
ha registrado una reducción considerable en la productividad, debido al cambio y deterioro
acelerado de las propiedades del suelo. Se tiene evidencia de la relación directa entre la
reducción de la productividad y la pérdida de calidad del suelo, ocasionados por el manejo
inadecuado de la plantación, el laboreo excesivo y en pendientes mayores de 25% que
favorece la erosión y pérdida de la capa arable del suelo, establecimiento de la red de canales
en forma deficiente, uso excesivo de agroquímicos para el control de plagas y enfermedades
y fertilización sin tomar en cuenta las necesidades reales del cultivo ni tampoco los niveles
existentes en el suelo (Gauggel et al, 2005).
Por ejemplo, la productividad de las plantaciones en fincas bananeras/plataneras
con alta tecnología, gestionadas por multinacionales en panamá ha mostrado oscilaciones
considerables durante la última década pasando de aproximadamente 50 t/ha a un
rendimiento promedio de apenas 30 – 35 t/ha. Es así como existe evidencia no bien
documentada que asocia esta reducción en la producción con el agotamiento de los suelos, lo
que ha ocasionado el abandono de muchas áreas de producción que ya no son rentables para
grandes empresas (Villarreal, 2010).
46
Prueba de ello es que la empresa Chiquita Fruit Company en el año 1998 vendió
sus fincas a productores independientes de la COOSEMUPAR, estos productores a su vez
debido a malos manejos administrativos en las fincas, a la falta de tecnificación en la
producción y a problemas sindicales con sus trabajadores han visto disminuir cada día más
su productividad (Villarreal, 2010).
Esto sin mencionar los graves problemas sociales que se desprenden gracias a la
ampliación de las diferencias entre los agricultores pobres y ricos, estimulando la
concentración de la tierra, y a su vez elevando su precio y el de los arrendamientos, al mismo
tiempo incrementando la deuda externa de estos países debido al pago de los paquetes
tecnológicos importados. De este modo, la utilización masiva de insumos y el empleo de
variedades genéticas de alto rendimiento también condujo al endeudamiento de los
campesinos latinoamericanos, a un aumento de los costes de producción y al deterioro del
medio ecológico (Segrelles, 2005).
Suelos en Agricultura Ecológica
La agricultura ecológica, orgánica o biológica enmarca todos los sistemas
agrícolas que promueven la producción sana y segura de fibras y alimentos, desde el punto
de vista ambiental, social y económico. Estos sistemas parten de la fertilidad del suelo como
la base para una buena producción (IICA, 2004). Por tal motivo los recientes enfoques de la
agricultura, coinciden en afirmar que un suelo sano, con adecuados contenidos de nutrientes
y de materia orgánica, bien estructurado y manejado con visión integral respetando los ciclos
y las leyes de los ecosistemas, es garantía suficiente para obtener rendimientos altos y
sostenibles (León, 2003).
47
Por esto el enfoque ecológico pretende no modificar las exigencias y capacidades
naturales de las plantas, los animales y el paisaje, además buscando optimizar la calidad de
la agricultura y el medio ambiente en todos sus aspectos (ICA, 2004).
El mantenimiento y mejora de la fertilidad del suelo juega un papel fundamental
en el manejo ecológico de los cultivos, dado que es el soporte físico y nutritivo de los mismos.
Luego de revisar varias experiencias de cultivos con manejo ecológico, se da una constancia
de que el contenido de materia orgánica y la cobertura vegetal es mucho mayor en suelos con
este tipo de manejo en comparación con las convencionales, lo que genera a su vez un
aumento en la actividad biológica; además, se ha encontrado un gran potencial en el control
de la erosión de los suelos que realizan un manejo ecológico, especialmente aquellos que no
emplean herbicidas. Para ello, es muy frecuente en el cultivo ecológico la realización de
rotaciones de cultivos en función de la familia botánica a la que pertenecen, la colonización
radículas, etc., la adición periódica de materia orgánica como compost o estiércol, y el
mantenimiento de flora espontanea o la siembra de especies como cultivo de cobertura y/o
abono verde, entre otras prácticas agrícolas. (Gonzales de Molina, Alonso, & Guzmán, 2007)
Para efectos del proyecto de investigación, se hablará de manejo del suelo semi-
ecológico; puesto que dentro de las fincas se empelan algunas (más no todas) las practicas
ecológicas sobre el cultivo de plátano Dominico Hartón.
48
Metodología
Descripción del sitio
La investigación en terreno se llevó a cabo en el área rural del municipio de
Anolaima (Cundinamarca-Colombia), durante el primer semestre del año 2015, en seis fincas
bajo sistemas semiecológico y convencional, con extensión aproximada de 1 ha dedicada de
cultivo de plátano Dominico Hartón.
La zona se sitúa en el flanco occidental de la cordillera oriental, a 1650 m.s.n.m.,
en clima templado con temperaturas entre 18 y 22 °C, precipitaciones promedio anuales de
1232 mm y humedad relativa del 75 al 85%. Los suelos del área de estudio pertenecen a la
unidad de suelos MQBe (Dystric Eutrudepts y Humic Eutrudepdts), caracterizados por la
presencia de altos contenidos de arcillas expandibles que se agrietan en verano y se contraen
en invierno. Las pendientes pueden variar entre 25-50% y forman un relieve de loma
fuertemente quebrada dentro de un paisaje de montaña. (Córdoba Vargas & León Sicard,
2013; IGAC, 2000). La producción del plátano fue recientemente acogida en la zona gracias
a un convenio comercial que facilitó la adquisición de insumos y asistencia técnica. Existen
básicamente dos tipos de producción el convencional basado en la utilización de insumos
sintéticos y el semi-ecológico que parte del uso de prácticas que favorecen el cuidado del
suelo.
49
Ilustración 3.
Ubicación geográfica de la zona de estudio.
Fuente: Elaboración propia con información tomada IGAC, 2000.
Diseño experimental
En investigación agropecuaria con frecuencia se conoce de antemano que algunas
unidades experimentales son o se comportan en forma diferente, por tal motivo, y con el fin
de minimizar el error experimental, se ha elegido el diseño de bloques completos al azar, ya
que permite la agrupación de unidades experimentales homogéneas lo que lo hace más
eficiente respecto al diseño completamente al azar (Little & Hills, 2008). En este sentido,
cada una de las fincas que pertenecen al convenio comercial será analizada como un bloque,
puesto que individualmente cada una de ellas posee condiciones homogéneas en su interior,
50
no obstante, factores como el tratamiento (semiecológico o convencional) les confiere
características únicas que modifican las propiedades del suelo, por lo que el análisis por
bloques favorece la obtención de datos concluyentes por tratamiento.
La elección del grupo de fincas objeto de estudio se basó en tres criterios: 1. Las
fincas debían hacer parte del convenio comercial que establecieron 60 fincas de la zona. 2.
Las fincas debían encontrarse sobre la misma unidad taxonómica de suelos, debido a que
cada unidad posee características únicas que imposibilita su comparación con otras. 3. Dentro
del grupo de fincas debían encontrarse fincas con al menos uno de los tratamientos a analizar
(convencional y semiecológico). Bajo estos criterios se seleccionaron 24 fincas ubicadas en
el sector “Chiniata”, pertenecientes al complejo MQEb, adscritas al convenio y con al menos
uno de los tratamientos que serán evaluados.
Posteriormente las fincas fueron agrupadas de acuerdo al tratamiento
implementado obteniendo un grupo de 14 fincas bajo sistema convencional y otro grupo de
10 fincas bajo sistema semiecológico. Finalmente se eligieron completamente al azar tres
fincas de cada uno de estos grupos para obtener un total de 6 fincas que se constituyeron
como el área de estudio de ésta investigación; esta última reducción se realizó con base a la
capacidad económica de los investigadores ya que éstos no contaron con ningún tipo de
financiación externa. A continuación se ilustra el proceso de selección de fincas; se realiza
la identificación de las mismas, el tipo de tratamiento y la descripción de las prácticas.
51
Ilustración 4.
Esquema selección de fincas.
Tabla 5.
Características de las fincas objeto de estudio.
Característica / Práctica
FINCAS*
Semi-ecológicas Convencionales
Finca 1 Finca 2 Finca 3 Finca 4 Finca 5 Finca 6
Conservación de suelos Si Si Si No No No
Uso fertilización química No No No Si Si Si
Manejo arvenses Si Si Si No Si No
Uso herbicidas No No No Si Si Si
Presencia de plagas Bajo Bajo Bajo Medio Bajo Bajo
Uso plaguicidas No No No Alto Alto Medio
Compra insumos Bajo Bajo bajo Alto alto Medio
* Finca 1: Los Ocobos, finca 2: El Laurel, finca 3: Nuestros Sueños, finca 4: El Paraíso, finca 5:
La Cajita, finca 6: La Alcancía.
52
Para la selección de los sitios de muestreo se empleó el método de muestreo
selectivo o a juicio de experto en el que a través de la experiencia del productor se eligió la
zona más representativa de la finca, la cual en la totalidad de los casos fue aquella que
presentaba heterogeneidad en crecimiento. Allí se delimitaron dos parcelas de 20 x 50 metros
cada una (1000 m) y se seleccionaron 20 plantas con un racimo entre 13 y 16 semanas con el
objetivo de medir los parámetros biométricos de productividad: diámetro de la circunferencia
de la madre tomada a un metro de altura y número de manos (F. Rosales, Pocasangre, Trejos,
Serrano, & Peña, 2004).
Posteriormente se identificó 1 planta por parcela teniendo como base la
frondosidad, número de hijos y altura. Frente a cada una de éstas se realizó la apertura de una
minicalicata de 60X60X30 cm en donde se tomó registro fotográfico del perfil y se extrajeron
las muestras para análisis físico. Las muestras para pruebas químicas fueron tomadas sobre
la misma unidad experimental y a través de un trayecto en zig-zag buscando la mayor
representatividad de los datos (Osorio, 2012).
Se tomaron 10 submuestras a una profundidad aproximada de 30 cm tomando
como base los resultados obtenidos por Rodríguez y Pérez (2005) en donde se concluye que
la mayor parte sistema radicular de la planta se encuentra en los primeros 30 cm de
profundidad dado el tipo de riego practicado en las fincas (superficial) (Rodríguez & Pérez,
2005). A continuación las muestras se homogenizaron en un recipiente y de la mezcla
resultante se extrajeron muestras de 1 Kg, Todas las muestras tomadas en campo fueron
empacadas en bolsas herméticas, etiquetadas (número de la sub-muestra, fecha, y
coordenadas), selladas y para conservar su humedad se refrigeraron en neveras con una
temperatura de aproximadamente 4°C (UNIVESIDAD DEL MAGDALENA, 2002).
53
Finalmente una porción de las muestras fue enviada al laboratorio de suelos del
Instituto Geográfico Agustín Codazzi donde se evaluaron indicadores físicos (textura) y
químicos (K, N, CO, pH); la porción restante se utilizó para calcular la densidad aparente,
así como la lámina de agua. A continuación se enuncian la totalidad de los indicadores y el
método utilizado para su determinación.
Tabla 6.
Indicadores.
Indicadores Físicos
Indicador Método Referencia del método
Textura del suelo Método de Bouyoucos y textura al
tacto en campo (Bouyoucos,1951)
Densidad aparente Terrón parafinado* (Blake & Hartge, 1986)
Lámina de agua
disponible
Método gravimétrico estableciendo
la capacidad de campo y punto de
marchitez de cada finca.
(Castaño et al., 2011)
Indicadores Químicos
Indicador Método Referencia del método
Potasio (K) Acetato-NH4 1M pH 7; EAA
(USDA,1999)
Nitrógeno (N) Kjeldahl
Carbón orgánico total Walkley y Black; colorimétrico
pH Suspensión en agua 1:1;
Potenciométrico
Indicadores Biológicos
Indicador Método Referencia del método
Respiración microbiana Liberación de CO2 (USDA,1999)
Conservación de la
biodiversidad
Identificación de macrofauna y
especies invasoras (SOLIMONTANA,2013)
Indicadores Biométricos
Indicador Método Referencia
del método
Diámetro de la
circunferencia de la
madre (pseudotallo)
Medición del diámetro
circunferencia del pseudotallo de
20 plantas a 1 m del suelo
(Serrano, 2003)
Número de manos de
banano
Conteo del número de manos
producidas (Serrano, 2003)
54
* Se pesó un terrón representativo de la muestra; se recubrió con una sustancia repelente al agua
(parafina) y nuevamente se pesó y sumergió en un envase con un volumen determinado de un líquido con
densidad conocida.
Tratamiento de los datos
Se empleó el software estadístico SPSS en los diferentes cálculos como la
desviación estándar, análisis de varianza, clasificación automática (clustering), regresiones
lineales, correlaciones, análisis de componentes principales; como lo señala (J. E. Villarreal
Núñez, 2010).
Para la selección de los indicadores más significativos se aplicaron regresiones
lineales a los indicadores físicos, químicos y biológicos con respecto a los indicadores
biométricos. Después se determinó la correlación entre cada una de las variables con el
indicador de productividad y entre todos los indicadores entre sí. Acto seguido se aplicó a
los indicadores la clasificación jerárquica ascendente de acuerdo con el criterio de la
agregación del salto promedio, estableciendo los indicadores que podrían representar a los
demás elementos de su clase.
Luego de seleccionar el conjunto de indicadores que mejor explican el
comportamiento de las variables biométricas relacionadas con la calidad del suelo (CMD),
se determinó la independencia entre los indicadores que conforman el CMD a través de un
análisis de correlación, además se aplicó un ACP a dicho conjunto para poder determinar la
importancia relativa de cada indicador. Posteriormente se calculó la comunalidad de los
indicadores para determinar el peso que tiene cada uno de ellos el suelo agrícola y la curva
de respuesta correspondiente. Obteniendo el índice de calidad de suelo para el plátano
dominico hartón mediante la siguiente ecuación:
55
Ecuación 2. Índice calidad del suelo.
Donde:
pesoi es el peso del indicador i
fi es la curva de respuesta que corresponde al indicador i
xi es el valor del indicador i del lugar que se quiere evaluar.
Es decir, para cada valor de los indicadores x1 ,x2,...,xn del MDS se tiene un valor
entre 0 y 1 del índice, el cual cuanto más cercano a 1 significa que mejor es la calidad de ese
suelo, y cuanto más cercano a 0 peor es ese suelo para la producción (Villarreal, 2010) citando
a (Castillo et al., 2006) (J. E. Villarreal Núñez, 2010).
Finalmente, los indicadores fueron sometidos a un análisis no paramétrico
conocido como U de Mann-Whitney debido a que los datos no presentaron una distribución
normal, de este modo se pudo determinar si existía o no diferencia entre el tipo de tratamiento
del suelo (Regional, María, & Riobóo, 2012).
56
Resultados y discusión
Resultados Biométricos
En la tabla 7 se registran los resultados obtenidos al evaluar las variables
biométricas, diámetro de la circunferencia de la madre y número de manos para cada una de
las fincas (la desviación estándar se encuentra en paréntesis para cada una de las réplicas).
Tabla 7.
Resultados indicadores biométricos
PRÁCTICA FINCA Circunferencia de
la madre (cm)
Número de manos de
plátano. NS*
SEMI-ECOLÓGICA
Los Ocobos 45,30 (2,73) 6,20 (1,28)
48,60 (2,23) 5,78 (1,20)
El Laurel 45,40 (3,23) 5,10 (1,12)
56,30 (1,73) 6,80 (0,95)
Nuestro
Sueño
46,80 (1,80) 5,20 (1,28)
39,20 (2,31) 5,86 (1,04)
CONVENCIONAL
El Paraíso 49,60 (1,96) 4,70 (1,45)
35,50 (2,52) 5,31 (1,38)
La Cajita 39,30 (2,38) 6,10 (0,72)
40,30 (2,52) 5,28 (0,98)
La Alcancía 38,60 (1,30) 5,80 (0,89)
30,50 (1,69) 4,85 (0,88)
Media 42,95 5,58
*NS: no significativo es válido para todas las medias de la columna. Nivel de significación por
Tukey, α= 0,05.
El diámetro de la circunferencia presentó diferencias significativas, con la prueba
de Turkey utilizando alfa de 0,05 entre los tipos de tratamiento demostrando que bloques con
manejo semi-ecológico (T1), con un valor de 46,93(cm) y presentan mayor vigor del
pseudotallo cuyo valor de 7,97(cm), lo que según Villarreal (2010), indica cultivos más
estables, ya que poseen una mayor resistencia a los vientos, enfermedades y además
reflejando un sistema radical estable y fuerte, altamente ligado a las propiedades físicas del
57
suelo y la actividad microbiana (Las, Del, & Musa, 2009; Reinaldo & López, 2014; Segura
et al., 2015).
El número de manos no reflejó diferencias significativas por tratamiento, no
obstante el promedio en bloques de T2 registró un valor inferior comparado con el promedio
que registró el T1, esto según Bolaños, Morales, & Celis (2002) indicaría que el desbalance
de nutrientes exhibido por el manejo convencional afecta el potencial de crecimiento y
fructificación de la planta (J. E. Villarreal Núñez, 2010).
Por último, la desviación estándar de las muestras indica poca variabilidad entre
sí, esto podría ocurrir debido a que las fincas no solo se encuentran bajo la misma unidad de
suelo, dando propiedades similares, sino también están cobijadas bajo el mismo proyecto de
producción, por lo que todas cuentan con el mismo nivel de asistencia técnica.
58
Tabla 8.
Resultados físicos, químicos y biológicos.
Resultados Físicos
La densidad aparente no presenta diferencias significativas, sin embargo los
registros del T1 son inferiores reflejando suelos con mayor porosidad e infiltración (Murillo,
Rodríguez, Roncallo, Rojas, & Bonilla, 2014) No obstante, la totalidad de las mismos
presentan valores superiores al deseado para el cultivo del plátano, lo que demuestra el alto
porcentaje de arcillas en los suelos, especialmente en presencia de arcillas expandibles
(Taboada & Álvarez, 2008), esto provoca cambios drásticos de agregación bajo la misma
unidad del suelo, debilitando el desarrollo radicular al disminuir el contenido de agua y
afectando el movimiento del aire entre los poros (Sağlam, Selvi, Dengiz, & Gürsoy, 2014)
afectando la producción al cohesionarse el suelo cuando pierde humedad (Castañeda,
Jaramillo, & Cotes, 2014).
Las características del suelo hacen que ninguno satisfaga la demanda necesaria
para la etapa de llenado (Aristizábal L. & Jaramillo G., 2010) lo que provoca estrés hídrico
Arena Limo Arcilla
11,8 24,6 63,6 1,67 7,77 5 2,6 0,36 0,28 6 63,4
7,8 24,6 67,6 1,66 8,08 5 2,3 0,31 0,31 7 62,7
26,1 20,5 53,4 1,76 7,15 5 2,7 0,33 0,31 6 58,7
9,7 18,5 71,8 1,5 7,47 5 2,3 0,29 0,33 7 67,8
24,2 24,6 51,2 1,71 6,89 5 2,5 0,3 0,31 6 60,3
7,9 23,9 68,2 1,56 7,6 5 2,6 0,31 0,28 7 53,6
7,7 30,7 61,6 1,73 8,03 5 3,1 0,37 0,21 4 62,5
3,7 26 70,3 1,57 7,89 4 2,1 0,27 0,41 5 43,4
7,9 28,6 63,5 1,66 7,84 4 2 0,25 0,91 4 40,7
13,9 32,8 53,3 1,61 6,85 5 3 0,35 0,23 5 65,8
20,3 22,5 57,2 1,79 7,71 5 1,9 0,27 0,54 5 34,3
16,1 24,6 59,3 1,72 7,61 5 1,5 0,22 0,61 5 26,3
PR
ÁC
TIC
AS
EM
I-E
CO
LÓG
ICA
CO
NV
EN
CIO
NA
L
pH C.O(% ) N.Total(% )K
(cmol(+)/Kg)
Conservación
de la
biodiversidad
Respiración
microbiana
(mgCO2/kg)
Lámina de
agua (mm)
1
2
3
4
5
FIN
CA Granulometría (% )
6
Densidad
aparente
(g/mL)
59
en la planta que ocasiona una limitada absorción de nutrientes y una baja actividad
fotosintética que afecta el fruto, raquis, pseudotallo y raíz de la planta (Barrera et al., 2011;
Furcal-Beriguete & Barquero-Badilla, 2014). Además las altas pendientes presentes en el
área de estudio (Córdoba Vargas & León Sicard, 2013) podrían impedir la absorción natural
y limitan el flujo de agua únicamente al primer horizonte del suelo (Reinaldo & López, 2014).
Resultados Químicos
El pH y K en las fincas con T2 alcanzaron en promedio valores de 4,58 y 0,49
respectivamente. El T1 alcanzó en promedio un pH de 5,03 ratificando lo mencionado por
Bulluck, Brosius, Evanylo, & Ristaino (2002) quienes en su investigación encontraron que
suelos con prácticas ecológicas alcanzan un pH más bajo comparado con áreas bajo
influencia de fertilizantes químicos. El K alcanzó un valor de 0,30 lo que expone un suelo
más balanceado de acuerdo a las consideraciones generales para la interpretación de suelos
del laboratorio Nacional de Suelos del IGAC donde el valor medio oscila entre 0,2 y 0.4.
El CO y N alcanzaron los mayores registros en el T1, sugiriendo un mayor
porcentaje de materia orgánica (Acosta et al., 2006) principalmente influenciada por la
utilización de fertilizantes orgánicos (Bulluck et al., 2002; Eerd, Congreves, Hayes,
Verhallen, & Hooker, 2014; Furcal-Beriguete & Barquero-Badilla, 2014; García Franco,
2014; Mazur & Mazur, 2015; J. Villarreal Núñez et al., 2013) y la inclusión de técnicas como
el policultivo que favorece la asociación de plantas que benefician la estabilidad del suelo y
generan además un promedio de 1,7 veces más biomasa que el monocultivo utilizado en el
T2 (Askari & Holden, 2015a; Durán, Rodríguez, Cuadros, & Francia, 2014) que junto con la
utilización de fertilizantes sintéticos ocasionan un descenso de carbono orgánico y nitrógeno
total de 28 y 25% respectivamente (Ponge et al., 2013).
60
Resultados Biológicos
El mayor porcentaje de materia orgánica advierte la presencia de una actividad
microbiana y desarrollo radicular mayor en el T1 (Askari & Holden, 2015b) por esto, la
respiración microbiana presenta diferencias significativas (P=0.0418) que de acuerdo a
Bulluck et al (2002) indican la influencia del fertilizante orgánico que provoca un aumento
en la densidad de propágulos de especies de Trichoderma, microorganismos termófilos,
bacterias entéricas, y disminución de la cantidad de microorganismos patógenos de plantas,
tales como especies de Phytophthora y Pythium en el suelo.
Sin embargo valores altos de este indicador en presencia de un porcentaje
considerable de partículas finas a menudo está asociado con estrés y poca eficiencia de los
microorganismos (A. González et al., 2014) debido a la disminución en la macroporosidad
del suelo que limita el flujo hidráulico del agua, reduciendo la lixiviación de nutrientes
(Bolaños et al., 2002; Jaurixje, Torres, Mendoza, & Henríquez, 2013).
El indicador de conservación de biodiversidad presenta diferencias significativas
entre tipos de tratamientos (P=0.001) basado principalmente en una mayor riqueza en
términos de especies de macrofauna que favorecen a la biodegradación de materia orgánica
y a una mayor diversidad de especies vegetales que protegen la estructura y funcionamiento
del agroecosistema (Amezaga, Elustondo, Crespo, Hortala, & Sierra, 2016; Garbisu, 2014).
Obtención del Conjunto Mínimo de Datos
Regresiones.
Por medio de las regresiones lineales, se identificaron los indicadores con mayor
significancia para la circunferencia de la madre siendo: el porcentaje de arena, lámina de
61
agua, porcentaje de carbono orgánico, nitrógeno total, potasio, conservación de la
biodiversidad y respiración microbiana; y, los correspondientes al número de manos fueron:
porcentaje de arena, porcentaje de arcilla, densidad aparente, lámina de agua, pH, K y
conservación de la biodiversidad. Del mismo modo, se determinó la importancia de los
indicadores como lo evidencia la tabla 9.
Tabla 9.
Coeficientes de regresión.
Indicador Valor beta
(circunferencia de la madre)
Valor beta
(número de manos)
Arena (%) -6,551 -1,126
Arcilla (%) -4,547 -7,129
Densidad aparente (g/mL) -7,490 -4,686
Lámina de agua (mm) 8,193 5,502
Ph -0,995 -1,379
Carbono orgánico (%) 1,066 0,976
Nitrógeno total (%) 2,099 0,925
K (cmol(+)/Kg) 0,528 0,812
Conservación de la
biodiversidad 2,111 1,540
Respiración microbiana
(mgCO2/Kg) 1,809 0,927
Se evidencia la relación inversa que existe entre el porcentaje de arena y los
indicadores biométricos, este fenómeno es explicado por (F. E. Rosales et al., 2015), pues
los suelos arenosos retienen poca humedad deteriorando el cultivo y una disminución en su
producción por falta de agua, haciendo de éstos suelos no recomendados. De manera similar
(Castañeda et al., 2014) argumenta que el alto porcentaje de arcilla disminuye el nivel de
producción por los daños ocasionados a las raíces, debido a los problemas de compactación
y encharcamiento por mal drenaje.
62
Queda demostrada la relación inversa que existe entre la densidad aparente del
suelo y el número de manos, esto puede deberse a que los niveles de densidad encontrados
en la zona de estudio superan los requerimientos del cultivo, afectando el crecimiento del
plátano por la mala aireación del suelo lo que limita la absorción de agua y nutrientes y el
desarrollo normal de las raíces como lo argumenta (Castaño et al., 2011). En correspondencia
con la lámina de agua, según el mismo autor, el Hartón Dominico es una de las especies con
mayor exigencia de agua puesto que su gran superficie foliar incrementa la transpiración,
exigiendo grandes cantidades de agua en la formación del pseudotallo, y aún más en la etapa
de floración y el llenado de frutos, además, de su correcta evolución depende el rendimiento
del cultivo (Castaño et al., 2011); sumado a ello, el déficit de agua en el suelo afecta
negativamente la calidad de fruta y el número de dedos como lo afirma (Orozco & Pérez,
2006).
Existe una relación directamente proporcional entre el K y los indicadores
biométricos; en este mismo sentido, el suministro de N está directamente relacionado con el
diámetro de la circunferencia de la madre, esto lo explica (Furcal-Beriguete & Barquero-
Badilla, 2014). Para el caso del pH hay una relación inversa en cuanto a la acidez del suelo
y la producción del cultivo (Serrano, Sandoval, Pocasangre, Rosales, & Delgado, 2006). En
lo que refiere al porcentaje de carbono orgánico, éste se afecta positiva y directamente tanto
con la circunferencia de la madre como con el número de manos (Bautista M., Bolaños B.,
Massae Asakawa, & Villegas E., 2015).
La relación directa entre el indicador de conservación de la biodiversidad con
ambos indicadores biométricos mostrando el beneficio que puede llegar a tener el cultivo
como lo sugiere (Castaño et al., 2011). La respiración microbiana tiene repercusiones
63
positivas en la circunferencia de la madre, al hacer más asimilable la absorción de materia
orgánica y nutrientes para la planta así lo explica (Bolaños et al., 2002).
Matriz de correlación.
En la tabla 10 se encuentra la matriz de correlación donde se destacan diversas
relaciones que hacen referencia a la relación existente entre la porosidad que presenta el suelo
y su capacidad para absorber agua (Ramirez et al., 2015). Así como la arena, el carbono
orgánico y el nitrógeno total presentando correlación positiva, debido a la aireación superior
que favorece el proceso de mineralización de la materia orgánica (A. González et al., 2014).
El humus y el carbono orgánico del suelo unen las partículas del mismo en agregados
(partículas de arena, limo y arcilla agrupados en unidades de diferentes tamaños) formando
su estructura principal (FAO, 2006 ).
Tabla 10.
Matriz de coeficientes.
Cir
cunf
eren
cia
N°
man
os
Are
na(%
)
Arc
illa(
%)
D. A
pare
nte
(g/m
L)
Lám
ina
de a
gua
(mm
)
pH
C.O
. (%
)
N.T
otal
(%)
K(c
mol
(+)/
Kg)
Con
serv
ació
n
de la
biod
iver
sida
d
Res
pira
ción
mic
ribi
ana
(mgC
O2/
Kg)
Circunferencia 1 0,21 0,99 0,61 0,54 0,9 0,2 0,07 0,06 0,1 0,16 9,30E-04
N° manos 0,39 1 0,36 0,06 0,08 0,63 0,4 0,61 0,78 0,61 0,12 0,49
Arena(%) -3,60E-03 -0,29 1 6,40E-04 0,02 0,02 0,5 0,99 0,99 0,86 0,84 0,85
Arcilla(%) 0,16 0,56 -0,84 1 0,01 0,01 0,8 0,51 0,62 0,88 0,32 0,9
D. Aparente
(g/mL)-0,2 -0,53 0,64 -0,69 1 0,99 0,6 0,76 0,99 0,56 0,17 0,27
Lámina de agua
(mm)-0,04 0,16 -0,68 0,68 0,01 1 0,3 0,36 0,67 0,42 0,63 0,4
pH 0,36 0,27 0,19 -0,1 -0,16 -0,33 1 0,19 0,12 0,04 3,30E-03 0,04
C.O. (%) 0,53 -0,17 -3,30E-03 -0,21 -0,1 -0,29 0,4 1 4,60E-06 4,90E-03 0,82 8,90E-04
N.Total(%) 0,56 -0,09 -3,30E-03 -0,16 -3,30E-03 -0,14 0,5 0,94 1 2,20E-03 0,68 1,00E-03
K(cmol(+)/Kg) -0,5 0,16 -0,06 0,05 0,19 0,26 -0,6 -0,8 .0,79 1 0,12 4,50E-03
Conservación de
la biodiversidad0,43 0,48 0,07 0,31 -0,42 -0,16 0,8 0,08 0,13 -0,47 1 1,40E-01
Respiración
micribiana
(mgCO2/Kg)
0,83 0,22 -0,06 0,04 -0,35 -0,27 0,6 0,83 0,82 -0,76 0,46 1
64
La matriz permite distinguir relaciones fundamentales para la formación de
componentes vitales del suelo como la materia orgánica (correlación positiva Carbono
orgánico y nitrógeno total) (Eduardo Martínez H., 2008). También se destaca la alta
correlación existente entre la actividad biológica y la materia orgánica, lo que indica una
mayor capacidad de descomposición que favorece la absorción de nutrientes.
Los suelos arenosos presentan una alta correlación con nitrógeno total debido a
la facilidad de mineralización de éste en presencia de arena Paz et al. (2006), sin embargo en
presencia de arcilla como en los suelos estudiados desciende la mineralización de nitrógeno
pero aumenta la respiración microbiana al proporcionar una mayor protección física a las
bacterias que interaccionan con las cargas negativas de las arcillas (Estrada D. I., 2003 ), de
allí la alta correlación presentada entre la arcilla y la actividad microbiana.
La circunferencia, arena y lámina de agua presentaron altas correlaciones entre
sí, demostrando la relevancia del factor textural para la correcta circulación de aire, agua,
nutrientes y penetración de raíces del cultivo de plátano (Villarreal Núñez, 2010).
Análisis de Componentes Principales (ACP).
El análisis de componentes principales (ACP) permitió determinar los conjuntos
de indicadores que poseen mayor influencia positiva o negativa en el comportamiento de las
variables de productividad, es así como los primeros tres componentes (pH, C.O.%, N. Total,
K, Conservación de la biodiversidad y Respiración microbiana) pueden explicar el 86,4 %
de la variabilidad total, expresando de este modo, una baja varianza entre los datos
recolectados causado principalmente por la alta relación entre los valores obtenidos por finca.
Se destaca la inclusión de los indicadores relacionados con la actividad biológica presente en
el suelo en el primer componente del análisis (CO%, N total, C. biodiversidad, R. microbiana)
65
resaltando así la importancia de éstos para el desempeño de las características productivas de
la planta de plátano.
La tabla 11 resume los resultados y define los indicadores que mejor explican las
características biométricas a través del conteo de apariciones en cada uno de las técnicas
estadísticas utilizadas (regresiones lineales para la circunferencia de la madre, regresiones
lineales para el N° de manos y ACP), eligiendo aquellas que aparecieron en 2 de las 3
técnicas.
Tabla 11.
Indicadores con los mejores resultados, de acuerdo con el método estadístico
utilizado.
Indicador Circunferencia
de la madre
Número de
Manos ACP Total
% Arena 1 1 2
% Arcilla 1 1
Densidad Aparente 1 1
Lámina de agua 1 1 2
pH 1 1 2
% Carbono orgánico 1 1 2
Nitrógeno Total 1 1 2
K 1 1 1 3
C. Biodiversidad 1 1 1 3
Respiración
Microbiana 1 1 2
Finalmente el conjunto mínimo de datos (CMD) fue conformado por dos
indicador físico (% de arena, lámina de agua), cuatro indicadores químicos (pH, % Carbono
orgánico, Nitrógeno Total, K) y dos biológicos (Conservación de biodiversidad y
Respiración Microbiana).
66
Se obtuvieron valores bastante bajos que demuestran una independencia
considerablemente alta. Se destaca la correlación positiva entre respiración microbiana -
carbono orgánico y respiración microbiana - nitrógeno total, ya que refleja la estrecha
relación entre los elementos constituyentes de la materia orgánica con la actividad
microbiana, así como la relevancia de los indicadores biológicos para el correcto desarrollo
de los suelos agrícolas (Ponge et al., 2013). Además cabe resaltar la correlación negativa
entre el potasio – carbono orgánico y potasio – nitrógeno total.
Obtención del índice de calidad de suelo
Continuando con el análisis del CMD, en el ACP de los indicadores
seleccionados se obtuvo como resultado 3 componentes principales con una varianza mayor
que 1 que acumularon el 89,224% de inercia acumulada (tabla 12).
Tabla 12.
Valores propios del análisis de componentes principales
Componente 1 Componente 2 Componente 3
Valor propio 4,169 1,686 1,283
Variabilidad (%) 52,111 21,074 16,040
Inercia Acumulada (%) 52,111 73,185 89,224
En el cálculo de la comunalidad para cada uno de los indicadores del CMD, se
demuestra la importancia relativa de cada indicador con respecto a los 3 componentes
principales, estas comunalidades ayudaron a definir los pesos de cada indicador dentro de la
construcción del índice de calidad de suelos (tabla 13).
67
Tabla 13.
Obtención del peso de cada indicador
Indicador Componente
1
Componente
2
Componente
3 Comunalidad
Peso Total
(%)
% Arena 0.078 0,044 0,926 1,048 11,13
Lámina de agua 0,193 0,121 0,893 1,207 12,81
Ph 0,381 0,826 0,204 1,411 14,98
% Carbono
orgánico 0,979 0,001 0,097 1,077 11,43
Nitrógeno Total
(N) 0,969 0,081 0,01 1,06 11,25
Potasio (K) 0,795 0,417 0,083 1,295 13,75
Conservación de
biodiversidad 0,068 0,976 0,022 1,066 11,32
Respiración
Microbiana 0,851 0,383 0,017 1,251 13,28
9,415 100%
Como lo indica la tabla 13 los indicadores con mayor peso fueron: pH, K,
respiración microbiana y lámina de agua; además se encontró que el factor físico incide en
un 23,94%, el químico en un 51,41% y el biológico en un 24,6%. Si bien es obvia la
supremacía del porcentaje de influencia del factor químico, se descarta la idea de que un solo
factor provea la información completa puesto que en el suelo interactúan múltiples variables
que obedecen a más de un factor (García, Ramírez, & Sánchez, 2012).
Tabla 14.
Resultados del índice de calidad del suelo.
Tratamiento Finca Índice
parcela Índice finca
Índice
tratamiento
Semi-ecológico
(T1)
Finca 1 0,648
0,655
0,652
0,662
Finca 2 0,645
0,655 0,664
Finca 3 0,649
0,647 0,646
68
Convencional
(T2)
Finca 4 0,589
0,586
0,571
0,583
Finca 5 0,550
0,590 0,630
Finca 6 0,565
0,538 0,510
* Finca 1: Los Ocobos, finca 2: El Laurel, finca 3: Nuestros Sueños, finca 4: El Paraíso, finca 5:
La Cajita, finca 6: La Alcancía.
A simple vista se puede decir que según el registro de la tabla 14, el índice para
ambos tratamientos muestra una calidad de suelo aceptable según (F. E. Rosales et al., 2015);
sin embargo al someter los datos al análisis U de Mann-Whitney se puede evidenciar una
diferencia significativa entre las fincas según el tipo de tratamiento (Significación asintótica
bilateral < 0,05) que si bien es baja, muestra una mejor calidad del suelo para el T1, tanto por
parcela como por finca.
De acuerdo con (Verhulst, François, & Govaerts, 2015) las prácticas semi-
ecológicas modifican la calidad del suelo; no obstante, estos cambios dependen en gran
medida del contexto ambiental, tal como la temperatura y la precipitación. Fenómeno que
explicaría el por qué la diferencia significativa entre tratamientos es baja, debido a las
similitudes de dichas condiciones entre las fincas.
La incidencia positiva del T1 es argumentada por (Chagüeza, 2011), quien dice
que este tipo de prácticas logran aumentar la diversidad de la macrofauna en el suelo lo que
permite mejorar la calidad del mismo. Por otro lado, (Loor Villamil & Zambrano Moreira,
2016) afirman en su investigación que el manejo convencional de los cultivos de plátano ha
incidido negativamente en la calidad del suelo por los altos niveles de toxicidad a causa de
los fertilizantes químicos, además de disminuir significativamente la cantidad de materia
orgánica.
69
Conclusiones
De acuerdo con la investigación, los indicadores más relevantes para el cultivo
del plátano Hartón Dominico según el suelo son: circunferencia de la madre (pseudotallo) y
número de manos para los biométricos; porcentaje de arena, y lámina de agua para los físicos;
pH, carbono orgánico, nitrógeno total y potasio en lo que respecta a los indicadores químicos;
y finalmente la conservación de la biodiversidad y respiración microbiana en el caso de los
biológicos.
Al aplicar el índice de calidad del suelo en la zona de estudio, los resultados
muestran que existe una buena calidad de suelo tanto en el tratamiento semi-ecológico como
en el convencional.
Después de comparar los dos sistemas de producción, se evidencia una diferencia
significativa entre ambas, comprobando así que las fincas con prácticas semi-ecológicas
presentan una mejor calidad de suelo que aquellas donde se realiza manejo convencional.
A pesar de la buena calidad de los suelos, el tipo de suelo presente en la zona de
estudio no ofrece las condiciones óptimas que requiere el cultivo de plátano Dominico
Hartón; el cual ha logrado su nivel de producción gracias a las técnicas de drenaje y riego
por parte de los agricultores.
70
Recomendaciones
Incluir dentro de los indicadores biométricos la medición y análisis de las raíces
del cultivo de plátano, pues son una fuente directa de información del estado de la planta en
lo que concierne al cumplimiento del requerimiento hídrico y de nutrientes del cultivo.
Realizar una segunda aplicación de la metodología para calcular el índice de
calidad de suelo en diferentes períodos de tiempo y así poder constatar la influencia de los
diferentes tratamientos en el suelo.
71
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