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INSTITUTO NACIONAL DE INVESTIGACIONES FORESTALES, AGRICOLAS Y PECUARIAS
CENTRO DE INVESTIGACION REGIONAL DEL NORESTE CAMPO EXPERIMENTAL SAN LUIS
ESTABLECIMIENTO DE PASTO BUFFEL PARA EL CONTROL DE
LA EROSION HIDRICA
Catarina LOREDO OSTI
Sergio BELTRÁN LÓPEZ José VILLANUEVA DÍAZ
Jorge URRUTIA MORALES
FOLLETO TECNICO No. 26 OCTUBRE DE 2005
SECRETARIA DE AGRICULTURA, GANADERIA, DESARROLLO RURAL, PESCA Y ALIMENTACIÓN
ING. FRANCISCO MAYORGA CASTAÑEDA
Secretario
ING. FRANCISCO LÓPEZ TOSTADO
Subsecretario de Agricultura y Ganadería
ING. ANTONIO RUIZ GARCÍA
Subsecretario de Desarrollo Rural
ING. NORBERTO DE JESÚS ROQUE DÍAZ DE LEÓN
Subsecretario de Fomento a los Agronegocios
ING. RAMÓN CORRAL ÁVILA
Comisionado Nacional de Acuacultura y Pesca
INSTITUTO NACIONAL DE INVESTIGACIONES FORESTALES,
AGRICOLAS Y PECUARIAS
DR. PEDRO BRAJCICH GALLEGOS
Director General
DR. EDGAR RENDÓN POBLETE
Coordinador de Investigación, Innovación y Vinculación
DR. SEBASTIÁN ACOSTA NÚÑEZ
Coordinador de Planeación y Desarrollo
DRA. MA. EMILIA JANETTI DÍAZ
Coordinadora de Administración y Sistemas
CENTRO DE INVESTIGACION REGIONAL DEL NORESTE
Dr. FRANCISCO JAVIER PADILLA RAMÍREZ
Director Regional
Dr. JORGE ELIZONDO BARRÓN
Director de Investigación
C. P. JOSÉ CRUZ GONZÁLEZ FLORES
Director de Administración
M. C. JOSÉ LUIS BARRÓN CONTRERAS
Director de Coordinación y Vinculación en San Luis Potosí
DR. SERGIO BELTRÁN LÓPEZ
Jefe del Campo Experimental San Luis
INSTITUTO NACIONAL DE INVESTIGACIONES FORESTALES, AGRICOLAS Y PECUARIAS
CENTRO DE INVESTIGACION REGIONAL DEL NORESTE
CAMPO EXPERIMENTAL SAN LUIS
ESTABLECIMIENTO DE PASTO BUFFEL PARA EL CONTROL DE LA EROSION
HIDRICA
Dra. Catarina Loredo Osti Investigadora en Recursos Naturales
Campo Experimental San Luis
Dr. Sergio Beltrán López Investigador en Forrajes y Pastizales
Campo Experimental San Luis
Dr. José Villanueva Díaz Investigador del Centro de Investigación
Disciplinaria Relación Agua Suelo Planta Atmósfera
Dr. Jorge Urrutia Morales Investigador en Nutrición y Reproducción Animal
Campo Experimental San Luis
Folleto Técnico No. 26 Octubre 2005
ESTABLECIMIENTO DEL PASTO BUFFEL PARA EL CONTROL DE LA EROSION HIDRICA
No está permitida la reproducción total o parcial de esta
publicación, ni la transmisión de ninguna forma o por
cualquier medio ya sea electrónico, mecánico, fotocopia, por
registro u otros medios, sin el permiso previo y por escrito
de los titulares del Copyright.
Derechos Reservados © 2005, Instituto Nacional de
Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias
Serapio Rendón No. 83
Col. San Rafael
Del. Cuauhtémoc
06470 México, D. F.
Tel. (55) 5140 16 00
Primera Edición
Tiraje: 500 ejemplares
Impreso en México
Clave INIFAP-CIRNE P-63
Esta obra se terminó de imprimir en Octubre de 2005.
Folleto Técnico No. 26
Campo Experimental San Luis CIRNE-INIFAP
Km. 14.5 Carr. San Luis Potosí, Matehuala
Tel y Fax (444) 8524303
Correo electrónico: [email protected]
Oficinas: Av. Santos Degollado 1015-C
Col. Cuauhtémoc, CP 78270; San Luis Potosí, SLP
Tel: (444) 8139151 y Fax (444) 8137923
Cita correcta:
Loredo-Osti C., S. Beltrán L., J. Villanueva D. y J. Urrutia M.
2005. Establecimiento del pasto buffel para el control de la
erosión hídrica. Folleto Técnico No. 26. INIFAP-CIRNE-
Campo Experimental San Luis. San Luis Potosí, S.L.P.
México. 32 p.
CONTENIDO
página
1. INTRODUCCIÓN……………………………………………………………….. 1
2. ANTECEDENTES…….………………………………………………………... 2
2.1. La cubierta vegetal de pastos en el control de la erosión …. 3
2.2. Características del pasto Buffel ………………………………… 6
2.3. Adaptación ………………………………………………………….. 7 3. USO DE SISTEMAS DE CAPTACIÓN DE AGUA DE LLUVIA PARA EL ESTABLECIMIENTO DEL PASTO ……………………..............................
8
4. EVALUACIÓN DE LA EROSIÓN HIDRICA EN PRADERAS DE PASTO BUFFEL …………………………………………………………………………
12
5. ESTABLECIMIENTO DEL PASTO BUFFEL EN CAMPO …….…………. 16
5.1. Selección del sitio ………………………….……………….......... 16
5.2. Obtención de la relación área-siembra-escurrimiento …...... 18
5.3. Trazo y construcción del sistema de captación …………… 23
5.4. Época y densidad de siembra …………………………….......... 25
6. CONCLUSIONES ……………………………………………………………… 27
7. LITERATURA CITADA ………………………………………........................ 28
AGRADECIMIENTO ..……………………………………….............................. 32
ÍNDICE DE CUADROS
página
Cuadro 1.
Producción de pasto Buffel establecido en micro- cuencas con diferentes relaciones área-siembra-escurrimiento en San Luis Potosí....................................
10
Cuadro 2. Uso consuntivo del pasto Buffel para las condiciones climáticas del Altiplano Potosino…………………………
20
Cuadro 3 Área de escurrimiento por metro de siembra en terrenos con 1-5% de pendiente por grupo textural de suelo…………………………………………………………….
22
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1. Pasto Buffel (Cenchrus ciliaris L.) establecido en el Campo Experimental San Luis del INIFAP……………….
7
Figura 2. Diagrama de la relación área-siembra-escurrimiento para el establecimiento de pasto Buffel combinado con arbustos forrajeros……………………………………
9
Figura 3. Producción acumulada de sedimentos con lluvia simulada (126 mm/hr) sobre una pradera de pasto Buffel en el Altiplano Potosino……………………………
13
Figura 4. Relación entre la producción de sedimentos y la cobertura basal de pasto Buffel con lluvia simulada (126 mm/hr por 45 minutos) en el Altiplano Potosino…
14
Figura 5. Relación entre la cantidad de mantillo en la superficie del suelo y la pérdida de suelo por erosión hídrica en una pradera de pasto Buffel en el Altiplano Potosino…
15 Figura 6. Áreas potenciales para pasto Buffel en el estado de
San Luis Potosí………………………………………………
17
ESTABLECIMIENTO DE PASTO BUFFEL PARA EL CONTROL DE LA EROSION HIDRICA
Catarina Loredo Osti 1
Sergio Beltrán López1
José Villanueva Díaz2
Jorge Urrutia Morales1
1. INTRODUCCION
En el estado de San Luis Potosí, las zonas áridas y
semiáridas abarcan una superficie de 4’816,000 hectáreas
(76.6% de la superficie total). En estas zonas la precipitación
es escasa e irregular, y es normal que se tengan más de
seis meses secos. Cuando no se cuenta con riego, estas
áreas presentan un potencial de producción bajo y sus
recursos vegetales son aprovechados principalmente a
través del pastoreo y de la recolección de productos de
especies no maderables como la palma, el maguey y la
lechuguilla, o maderables de uso múltiple como el mezquite.
La ganadería es extensiva, y la carga animal es más
alta de la recomendada, lo cual ha originado sobreutilización
de la cubierta vegetal, pérdida de la vegetación más
deseable, incremento en la vegetación no aprovechable,
reducción de la capacidad de infiltración y pérdida de la
capacidad de almacenamiento de agua en el suelo,
degradación de la cubierta vegetal, compactación y erosión
del suelo.
Las resiembras con pastos son recomendables para
incrementar la producción de forraje y mejorar la condición
1
Investigador del Campo Experimental San Luis. CIRNE- INIFAP. 2-
Investigador del CENID-RASPA-INIFAP
2
del sitio; cuando el pasto queda establecido, se cuenta con
una cubierta vegetal perenne, útil para reducir los problemas
de erosión del suelo.
El objetivo de esta publicación es dar a conocer los
beneficios del establecimiento del pasto Buffel (Cenchrus
ciliaris L.) en el control de la erosión hídrica en el Altiplano
Potosino, cuando se establece en sistemas de captación “in-
situ” de agua de lluvia.
2. ANTECEDENTES
En México, la capacidad productiva de los
ecosistemas se está perdiendo en forma considerable
debido a la sobreutilización de los recursos. Los pastizales
son los ecosistemas que más se han deteriorado, ocupando
el primer lugar en superficie afectada por erosión, ya que el
sobrepastoreo ha dañado a más de 60 millones de
hectáreas. En segundo lugar de daño se ubican las áreas
forestales y en tercer lugar la agricultura de temporal, en la
cual se han identificado 21 millones de hectáreas con
problemas de erosión hídrica y eólica (Ortiz et al., 1994).
De acuerdo a la Comisión Técnico Consultiva para
la Determinación de los Coeficientes de Agostaderos
(COTECOCA), en San Luis Potosí, la actividad ganadera se
desarrolla en 4.5 millones de hectáreas (72% de la
superficie estatal), de las cuales 3.2 millones corresponden
a agostaderos y 1.3 millones a praderas.
Los agostaderos o pastizales son aquellas áreas de
baja productividad potencial para los cultivos agrícolas,
debido a limitaciones físicas (Aizpuru, 1995). Las
limitaciones pueden ser baja precipitación, topografía
accidentada, drenaje deficiente o temperatura (Stoddart et
al., 1975).
3
El agostadero incluye cualquier tipo de vegetación
que se utilice extensivamente a través del pastoreo de
animales domésticos o silvestres; además es fuente de
agua, hábitat para la fauna silvestre, plantas medicinales,
madera y recreación (Aizpuru, 1995). Son tierras que
presentan vegetación leñosa y herbácea, susceptible de
aprovechamiento por herbívoros y generalmente se localizan
en zonas áridas y semiáridas (García, 1993).
Las praderas son tierras donde se han establecido
pastos, principalmente introducidos, en condiciones de riego
o temporal, donde la capacidad de carga depende del clima,
de la condición de la pradera y del manejo (COTECOCA,
1995). Son áreas cercadas, pequeñas, establecidas por el
hombre y en las que por medio de técnicas agronómicas
como siembra, fertilización y sobre todo riego, se puede dar
un uso intensivo (Aizpuru, 1995).
2.1. La cubierta vegetal de pastos en el control de la erosión
La erosión es un proceso físico que consiste en el
desprendimiento, transporte y depósito de las partículas del
suelo por los agentes erosivos (Kirkby, 1984). Si este
proceso se lleva a cabo en condiciones naturales se
denomina erosión geológica, pudiendo ser considerada en
tal caso, como una forma más de conformación del relieve.
Si la erosión se incrementa por las actividades
humanas se manifiesta la erosión acelerada o inducida
(Figueroa et al., 1991), la cual se presenta al manipular la
capa arable y cobertura de cultivos, al promover la
sobreutilización de los pastizales o al deforestar áreas
arboladas o de arbustos (Loredo, 1994). En México, más del
4
81% del territorio presenta algún grado de erosión manifiesta
(SARH, 1986).
La cobertura del suelo es el factor más importante
en el control de la erosión hídrica. La cubierta vegetal,
comprende a la vegetación (natural o cultivada) y los
residuos de cosecha. Tiene efectos benéficos en la
reducción de las pérdidas de suelo ya que le brinda
protección contra la acción de los agentes erosivos.
Una cubierta vegetal abundante reduce la erosión a
límites aceptables. La eficiencia de la vegetación para
reducir la erosión depende de la altura y continuidad de la
cubierta vegetal aérea, de la densidad de la cobertura en el
suelo y de la densidad de raíces (Figueroa et al., 1991); los
bosques son los más efectivos, aunque un pastizal en
buenas condiciones puede tener la misma eficiencia. Los
efectos de la vegetación varían de acuerdo al suelo y el
clima, así como a la estación de crecimiento de las plantas,
clase de raíces, características del follaje, tipo de residuos
que originan y grado de maduración.
En las zonas áridas y semiáridas, cuando la
cobertura basal es mayor al 70% la erosión hídrica es nula
(Loredo et al., 1996). Sin embargo, estas zonas son las que
presentan una mayor vulnerabilidad a la erosión, debido a la
remoción de la cubierta vegetal natural por pastoreo o
apertura de tierras al cultivo (Martínez y Fernández, 1983).
La cobertura vegetal que incluye la vegetación en
pie y los residuos sobre la superficie, reduce la erosión en
tres formas: 1) proporciona protección al suelo contra el
impacto directo de las gotas de lluvia, las cuales producen el
salpicado; 2) reduce la velocidad del escurrimiento por el
incremento en la rugosidad superficial; y 3) afecta la
estructura y porosidad del suelo en la superficie y perfil del
suelo (Wischmeier y Smith, 1965; Figueroa, 1979; Ríos,
1987), ya que incrementa el contenido de materia orgánica,
5
la estabilidad de agregados, la capacidad de infiltración, y
reduce la densidad aparente, entre otros efectos.
Además de la producción de forraje, la cubierta
vegetal alta en los pastizales generalmente se asocia a una
reducción en la pérdida de suelo (Brooks et al., 1991); sin
embargo, en México existen pocos estudios que indiquen el
grado de reducción en la producción de sedimentos en los
agostaderos de zonas áridas y semiáridas, cuando se
establecen pastos a través de resiembras. Martínez (1983),
menciona que en praderas de Eragrostis spp. o Bromus
spp., la pérdida de suelo es menor a 400 kg/ha por evento
lluvioso, cuando la intensidad de la precipitación es de 86
mm/hr; si la intensidad es de 22 mm/hr, las pérdidas de
suelo varían de 100 a 130 kg/ha; estos valores son bajos y
se encuentran debajo de los límites permisibles de erosión.
Beltrán (1988), al analizar la producción de
sedimentos en tres tipos de vegetación, en condiciones de
lluvia simulada con una intensidad de 54 mm/hr, encontró
que la erosión hídrica fue mayor en el matorral micrófilo y en
el pastizal amacollado, comparada con la del pastizal
mediano abierto. Las variables que influyeron en la
reducción de la erosión fueron la cobertura basal de zacates,
la fitomasa aérea y la fitomasa del mantillo. Las que
favorecieron la erosión fueron el suelo desnudo y el
incremento en la pendiente.
Al respecto, Zárate (1988) señala que en tres
diferentes unidades de suelo, cubiertas por el mismo tipo de
vegetación (pastizal mediano abierto), bajo condiciones de
lluvia simulada a una intensidad de 54 mm/hr, los niveles de
erosión hídrica no presentaron diferencias estadísticas, lo
cual indica que en el caso de los pastizales de zonas áridas,
el factor cubierta vegetal es más importante que el factor
edafológico.
6
2.2. Características del pasto Buffel
1 El pasto Buffel es una especie que resiste condiciones
de humedad deficiente y es susceptible al pastoreo
extensivo, tradicional en los sistemas de producción de
la zona semiárida; por lo que es importante incluir este
pasto, en las opciones de resiembra para reconvertir a
uso pecuario tierras de bajo potencial agrícola o bien,
para la resiembra de agostaderos, donde la cobertura de
pastos nativos sea pobre o nula (Figura 1).
2 Es un pasto perenne, amacollado; puede medir hasta
120 cm, dependiendo de la variedad y de las
condiciones climáticas; en la zona semiárida, su altura
varía de 15 a 60 cm.
3 Los tallos nacen en la corona, son erectos o
semirrectos.
4 Las hojas son delgadas, largas, pubescentes cerca de la
lígula.
5 Las semillas se encuentran en una inflorescencia (falsa
espiga) con espiguillas en racimos cilíndricos,
compuestos por cerdas que tienen una apariencia
plumosa.
6 La semilla requiere de un período de reposo de seis a
ocho meses, posterior a su cosecha (dormancia).
7
Figura 1. Pasto buffel (Cenchrus ciliaris L.) establecido en el
Campo Experimental San Luis del INIFAP
7 Su sistema radical es profundo, muy ramificado y su
período de crecimiento es durante la estación cálida del
año; el desarrollo de sus raíces, es la característica
principal que le permite soportar el pastoreo intenso y
resistir períodos de sequía prolongados.
2.3. Adaptación
El pasto Buffel prospera en climas semiáridos,
subtropicales y tropicales. Requiere un mínimo de 250 mm
de precipitación anual; se adapta a altitudes desde el nivel
del mar hasta 2,000 metros; sin embargo, las mejores
producciones se obtienen de los 500 a los 1,500 msnm. Las
temperaturas menores a 18°C, inhiben el desarrollo del
pasto (SARH, 1978). Esta gramínea se desarrolla en suelos
francos, profundos; no tolera terrenos inundables; crece bien
en suelos con pH superior a 6.5; los suelos arcillosos o los
terrenos compactados que forman costra superficial
presentan problemas para la emergencia de las plántulas.
8
No es una especie resistente al frío, por lo cual su
calidad se reduce en invierno, con la presencia de heladas;
el crecimiento se acelera cuando la temperatura es superior
a los 15°C. Su desarrollo se ve afectado por la competencia
de nutrimentos y humedad con otros pastos menos
deseables o con maleza de hoja ancha, las cuales dificultan
el establecimiento de la gramínea.
En la zona semiárida, la fase de establecimiento en
condiciones de temporal es lenta; puede ser mayor a un
año, mientras la planta desarrolla su sistema radical. El
primer año es crítico para la sobrevivencia del pasto y
depende de la humedad disponible y de temperaturas
adecuadas.
3. USO DE SISTEMAS DE CAPTACIÓN DE AGUA DE LLUVIA PARA EL ESTABLECIMIENTO DEL PASTO
La captación “in situ” o cosecha de agua de lluvia
para la producción de plantas cultivadas, es una técnica que
aprovecha la precipitación que cae directamente sobre el
terreno. Los sistemas de captación (Figura 2), constan de
dos áreas: una de captación (Ae), que es acondicionada
para incrementar el escurrimiento hacia otra área adyacente
(As), preparada para promover el establecimiento y
desarrollo del cultivo, en función de una adecuada
disponibilidad de humedad que cubra los requerimientos
hídricos del cultivo (Loredo et al., 1993).
En el caso del pasto Buffel, esta gramínea se
establece en el área de siembra y en los bordos a nivel se
recomienda el establecimiento de arbustos forrajeros como
Atriplex canescens (costilla de vaca, chamizo o mantequilla).
9
Figura 2. Diagrama de la relación área siembra-
escurrimiento para el establecimiento de pasto
buffel combinado con arbustos forrajeros.
Se han conducido algunas investigaciones con el fin
de adaptar esta técnica para promover el establecimiento
del pasto Buffel por resiembras. Resultados obtenidos con la
especie, en sistemas de captación, en la Comarca Lagunera
(Martínez y Reyes, 1990) reportan una producción de 11,840
y 6,000 kg/ha de forraje verde con 478 y 141 mm de
precipitación respectivamente. La técnica utilizada fue con
bordos a nivel y siembra en un tercio del área entre bordos;
es decir, utilizaron una relación área-siembra-escurrimiento
1:2 (un metro de siembra y dos de escurrimiento). En San
Luis Potosí, este pasto produjo 4.2 ton/ha de materia seca
en un pradera de cuatro años de edad, establecida en
microcuencas, con una relación área-siembra-escurrimiento
10
1:4, en una zona donde llovieron 240 mm en el año de la
evaluación (Beltrán, 1992).
Aún cuando la eficiencia de las microcuencas ha
sido probada con éxito para diversos cultivos, existen dudas
sobre el espaciamiento entre bordos y la relación área-
siembra-escurrimiento que se debe utilizar en diferentes
condiciones de clima y suelos.
Por lo anterior, en las últimas décadas han surgido
diversos modelos para la captación de agua de lluvia.
Loredo et al. (1993), evaluaron cuatro de estos modelos
para establecer pasto Buffel y encontraron que el que se
ajusta mejor a las condiciones del Altiplano Potosino es el
propuesto por Anaya et al. (1976), de acuerdo a la
información del Cuadro 1.
Cuadro 1. Producción de pasto Buffel establecido en
microcuencas con diferentes relaciones área-
siembra-escurrimiento en San Luis Potosí.
Relación A-S-E
Modelo
Cobertura vegetal (m2/ha)
Producción de forraje
(kg MS/ha)
1:2 Smith 544 411
1:3 Sin modelo 1 208 857
1:5 Anaya 1 961 2 498
1:6 Sin modelo 2 167 2 356
1:7 Sin modelo 1 638 1 227
1:9 Villanueva 1 237 1 743
11
El modelo Anaya considera que cuando se conoce
la demanda de agua o uso consuntivo del cultivo, es posible
estimar la deficiencia de humedad durante su ciclo, tomando
en cuenta la precipitación probable para un sitio en
particular.
El déficit hídrico para satisfacer los requerimientos
del cultivo, es cubierto por el agua que capta el área
destinada al escurrimiento; las dimensiones de esta
superficie, se obtienen con la siguiente fórmula:
(UC – PP) As Ae = ------------------- Ecuación 1
(PP) Ce
Donde:
Ae = Área de escurrimiento UC = Uso consuntivo del cultivo (mm) PP = Precipitación al 50% de probabilidad
(mm) As = Área de siembra Ce = Coeficiente de escurrimiento
(adimensional)
El uso consuntivo (UC), es la cantidad de agua
requerida por las plantas para sus funciones de
transpiración y formación de tejidos, así como aquélla que
se evapora directamente del suelo. En general, el agua
utilizada para formar tejidos, representa sólo el 1% del
volumen total, por lo cual el término evapotranspiración se
utiliza también como uso consuntivo.
12
4. EVALUACIÓN DE LA EROSIÓN HIDRICA EN PRADERAS DE PASTO BUFFEL
Loredo et al. (2000), evaluaron el efecto de la
cobertura vegetal del pasto Buffel sobre la pérdida de suelo
por erosión hídrica e identificaron las variables de suelo y
vegetación relacionadas con este proceso. El estudio se
realizó en una pradera de seis años, establecida en
condiciones de temporal, con sistemas de captación “in-situ”
de agua de lluvia, con una relación área-siembra-
escurrimiento 1:3.
La pradera se ubicó en el Campo Experimental San
Luis, ubicado a 22º 12' 00" N, 100º 55' 18" W y 1870 m de
altitud, con precipitación media anual: 240 mm; temperatura
media anual: 17ºC; suelo de textura franco-arenosa con
conductividad eléctrica de 0.8 mmhos/cm y pH de 7.5. Los
sitios bajo estudio fueron tres: cobertura aérea de pastos
mayor de 80% (cobertura alta), cobertura media (40-60%) y
un sitio sin cobertura.
En los sitios se delimitaron unidades de muestreo
enterrando a 20 cm de profundidad, un anillo de 1 m de
diámetro, provisto de un recipiente colector. Se aplicó lluvia
con un simulador similar al descrito por Wilcox et al. (1986),
a una intensidad de 126 mm/hr; en el recipiente se colectó el
escurrimiento junto con el suelo que éste acarreó. Se separó
el agua del suelo por el método de filtración y a la
producción de sedimentos así obtenida, se le consideró la
pérdida de suelo o erosión hídrica.
La pérdida de suelo, presentó diferencias
estadísticas entre tratamientos con 8.6, 91.9 y 166.2 kg/ha,
para los tratamientos de cobertura alta, cobertura media y
suelo sin cobertura vegetal, respectivamente. En la figura 3
se presenta el comportamiento de la producción acumulada
13
de sedimentos por tratamiento, durante el transcurso de la
prueba.
0
2 0
4 0
6 0
8 0
1 0 0
1 2 0
1 4 0
1 6 0
1 8 0
0 5 1 0 1 5 2 0 2 5 3 0 3 5 4 0 4 5
T ie m p o (m in )
Pro
ducció
n d
e s
edim
ento
s (kg/h
a)
c o b e rt u ra a l ta
c o b e rt u ra m e d ia
s u e lo d e s n u d o
Figura 3. Producción acumulada de sedimentos con lluvia
simulada (126 mm/hr) sobre una pradera de pasto
buffel en el Altiplano Potosino.
Se realizaron análisis de correlación simple; se
encontró que las variables del suelo y vegetación que
presentaron una correlación negativa significativa con la
pérdida de suelo fueron la cobertura basal de zacates (r = -
0.8406), el contenido de mantillo orgánico (r = -0.8028),
infiltración del suelo (r=-0.7807) y biomasa total (r = -
0.7816). El suelo desnudo presentó una correlación positiva
(r = 0.8104).
También se realizó un análisis de regresión múltiple,
y se observó que la cobertura basal del pasto, explicó el
71% de la variación que se presentó en la erosión total, lo
cual se debe a la protección que brinda la cobertura en la
superficie del suelo contra la energía cinética de las gotas de
lluvia y por la obstrucción al escurrimiento superficial. En la
14
Figura 4 es posible observar que cuando la cobertura basal
de zacates fue mayor al 70% no hubo pérdida de suelo.
y = -2.3069x + 158.41
R2 = 0.7066
0
50
100
150
200
250
0 10 20 30 40 50 60 70 80
cobertura vegetal (%)
Pro
ducció
n d
e s
edim
ento
s (kg/h
a)
Figura 4. Relación entre la producción de sedimentos y la
cobertura basal de pasto buffel con lluvia simulada
(126 mm/hr por 45 minutos) en el Altiplano
Potosino.
Una relación similar fue la que presentó el contenido
de mantillo orgánico en el suelo (Figura 5), lo cual indica que
además de la cobertura, la cantidad y tipo de biomasa que
protege al suelo es importante.
En ese sentido, Martín e Ibarra (1995a), señalan que
el pasto Buffel produce cantidades altas de mantillo
orgánico, el cual se puede acumular en la pradera
15
principalmente en primavera o verano. Su presencia es más
evidente después de lluvias torrenciales, que lo desprenden
de la planta.
Los resultados de este estudio concuerdan con los
obtenidos por Beltrán (1988), quién señala que las variables
que tienen mayor influencia para reducir la erosión en un
pastizal de zonas áridas son la cobertura basal de zacates,
la biomasa aérea y la biomasa del mantillo.
y = -0.544x + 155.55
R2 = 0.6445
0
40
80
120
160
200
0 50 100 150 200 250 300 350
Biomasa de mantillo (g/m2)
Pro
ducció
n d
e s
ed
imento
s (
kg/h
a)
Figura 5. Relación entre la cantidad de mantillo en la
superficie del suelo y la pérdida del suelo por
erosión hídrica en una pradera de pasto Buffel en
el Altiplano Potosino.
16
De acuerdo a lo anterior, se puede señalar lo siguiente:
1 La siembra de pasto Buffel en zonas áridas del Altiplano
Potosino, redujo la producción de sedimentos (de 166.2
a 8.6 kg/ha cuando se aplicó lluvia simulada a 126
mm/hr por 45 minutos).
2 La erosión hídrica fue nula cuando la cobertura basal del
pasto Buffel, fue superior al 70%.
3 Las variables que mantuvieron una relación negativa con
la producción de sedimentos fueron cobertura basal de
zacates, el contenido de mantillo orgánico y la infiltración
del suelo.
4 El suelo desnudo presentó una relación positiva y alta
con la pérdida de suelo.
5. ESTABLECIMIENTO DEL PASTO BUFFEL EN CAMPO
5.1. Selección del sitio
En San Luis Potosí, las zonas más aptas para el
establecimiento del pasto Buffel son las planicies y lomeríos
suaves de los municipios localizados en los Distritos de
Desarrollo Rural 128 Matehuala, 129 Rioverde, 130 Ciudad
Fernández y algunas áreas de los Distritos 126 San Luis
Potosí y 127 Salinas de Hidalgo (Beltrán y Loredo, 2002). En
la Figura 6 pueden observarse las zonas con mayor
potencial para el establecimiento de esta gramínea.
Para la elección del sitio de siembra se deben
considerar los siguientes puntos:
17
1 No realizar siembras en terrenos localizados a más de
2,000 msnm o donde la precipitación sea menor a los
250 mm anuales en promedio, durante la estación de
crecimiento.
Figura 6. Áreas potenciales para el establecimiento del pasto
Buffel en el estado de San Luis Potosí.
18
5.2. Obtención de la relación área-siembra-escurrimiento
Para estimar la relación área-siembra-escurrimiento,
se aplicó el Modelo Anaya, de acuerdo a la Ecuación No. 1
ya descrita:
(UC – PP) As
Ae = ------------------- Ecuación 1 (PP) Ce
El UC del pasto Buffel, se estimó por el método de
Blaney y Criddle (Vega, 1982), que considera la temperatura
y horas luz diarias, relacionadas con el crecimiento de la
planta, de acuerdo a la siguiente expresión:
ET = KgF
Donde:
ET = Evapotranspiración total (mm) Kg = Coeficiente global de uso consuntivo
F = Factor por temperatura y luminosidad
El coeficiente global de uso consuntivo, depende de
los coeficientes de crecimiento (kc) en los períodos de
desarrollo vegetativo a través del año. El factor por
temperatura y luminosidad se relaciona directamente con la
suma de los factores de consumo de agua en los períodos
de desarrollo, es decir:
F = ∑∑∑∑ f; Donde: f = (P) (Kt) ((t + 17.8)/21.8)
19
Donde:
f = Factor de consumo de los períodos de desarrollo vegetativo.
P = Porcentaje de horas luz para el período de desarrollo vegetativo, respecto al total anual; es una función de la latitud y su valor se consulta en tablas.
Kt = (0.033114)(t) + (0.2396); es un factor de ajuste para la relación temperatura-evapotranspiración, necesario para las zonas áridas y semiáridas con lluvias de verano.
t = Temperaturas media (°C) para el período de desarrollo vegetativo.
Para obtener el uso consuntivo de cada período
vegetativo, se multiplican los valores respectivos de (f) por
los (kc). En el Cuadro 2, se presentan los valores de uso
consuntivo para el pasto Buffel, estimados para 16
estaciones climáticas del Altiplano Potosino, considerando
como estación de crecimiento vegetal, el período libre de
heladas.
En las zonas árida y semiárida, cuando se considera
el desarrollo del pasto durante un año, el ciclo productivo
abarca desde el rebrote hasta la madurez, en función de la
humedad del suelo proveniente de la lluvia (Martín e Ibarra,
1995b) y del período libre de heladas.
20
Cuadro 2. Uso consuntivo del pasto Buffel para las
condiciones climáticas del Altiplano Potosino.
Municipio Estación climática msnm PP* (mm)
Uso consuntivo (mm)
Ahualulco Los Pilares 1 675 304.36 917.86
Catorce Sta. Ma. del Refugio 1 980 244.47 749.51
Charcas Charcas 2 057 345.87 771.76
Guadalcázar El Huizache 1 250 288.71 938.25
Matehuala Matehuala 1 615 469.61 998.33
Mexquitic Mexquitic 2 062 364.24 737.71
Moctezuma Moctezuma 1 777 284.13 802.02
Salinas de Hgo. Salinas 2 099 273.58 768.90
Salinas de Hgo. Sta. Ma. Reforma 2 060 329.42 746.96
San Luis Potosí El Peaje 1 890 345.86 730.04
Vanegas Vanegas 1 734 230.69 853.19
Villa de Arista Villa de Arista 1 560 280.93 838.25
Villa de Arriaga Villa de Arriaga 2 198 290.91 701.33
Villa Hidalgo Villa Hidalgo 1 620 258.34 842.06
Villa de Gpe. Palo Blanco 1 300 258.92 889.35
Villa de Ramos Villa de Ramos 2 210 318.88 775.31
* PP = Precipitación al 50% de probabilidad (en algunos casos se tomó el
valor de la precipitación media por no contar con suficientes años de
registro para estimar PP) (Fuente: Loredo et al., 1993).
21
El valor del coeficiente de escurrimiento (Ce) indica
el porcentaje de agua de lluvia que no es infiltrado ni
evaporado y que escurre hacia el área de siembra. El
coeficiente de escurrimiento para terrenos de cultivo con 0-
5% de pendiente es:
Suelos de textura gruesa: 0.30
Suelos de textura media: 0.50
Suelos de textura fina: 0.60
Con el coeficiente de escurrimiento, el uso
consuntivo y la precipitación probable al 50%, estimada a
partir de los registros de las estaciones climáticas, se calcula
la relación área-siembra-escurrimiento. Esta información se
presenta en el Cuadro 3, para las condiciones semiáridas de
San Luis Potosí.
El tamaño de la microcuenca (TM) o distancia entre
bordos, se obtiene mediante la suma del área de
escurrimiento (Ae) más el área de siembra (As). Por
ejemplo: el tamaño de la microcuenca para un suelo de
textura media, localizado en el área de influencia de la
estación climática de Matehuala será:
Ae = 2.25 m
As = 1.0 m
TM = 3.25 m
En el caso de que el ancho del (As) sea diferente a
un metro, la longitud del ancho del área de siembra se
multiplica por el valor del (Ae) del Cuadro 3, para obtener el
ancho de la franja destinada al escurrimiento.
22
Cuadro 3. Área de escurrimiento por metro de siembra en
terrenos con 1-5% de pendiente por grupo
textural de suelo.
Área de escurrimiento Municipio Estación climática
Textura gruesa
Textura media
Textura fina
Ahualulco Los Pilares 6.72 4.03 3.36
Catorce Sta. Ma. del Refugio 6.89 4.13 3.44
Charcas Charcas 4.10 2.46 2.05
Guadalcázar El Huizache 7.50 4.50 3.75
Matehuala Matehuala 3.75 2.25 1.89
Mexquitic Mexquitic 3.42 2.05 1.71
Moctezuma Moctezuma 6.08 3.64 3.04
Salinas de Hgo. Salinas 6.04 3.62 3.02
Salinas de Hgo. Sta. Ma. Reforma 4.23 2.54 2.11
San Luis Potosí El Peaje 3.70 2.22 1.85
Vanegas Vanegas 8.99 5.40 4.50
Villa de Arista Villa de Arista 6.61 3.97 3.31
Villa de Arriaga Villa de Arriaga 4.70 2.82 2.35
Villa Hidalgo Villa Hidalgo 7.53 4.52 3.77
Villa de Gpe. Palo Blanco 8.12 4.87 4.06
Villa de Ramos Villa de Ramos 4.77 2.86 2.39
Fuente: Loredo et al., 1993.
23
Ejemplo: Si: As = 2.3 m en el área de influencia de la
estación climática Matehuala, entonces el Ae se estima así:
El Ae para un metro de As = 2.25
Ae = (2.25)(As)
Ae = (2.25)(2.3)
Ae = 5.18 m
TM = 5.18 m + 2.3 m
TM = 7.48 m
Es decir, la distancia entre bordos será 7.48 m, de los cuales
5.18 m se destinan al escurrimiento y 2.3 m corresponden al
área de siembra.
5.3. Trazo y construcción del sistema de captación
En el caso de terreno con pendientes uniformes
menores del 5%, el procedimiento para el trazo y
construcción de las microcuencas es el siguiente:
1 Trazo de curvas a nivel con la separación calculada para
el tamaño de la microcuenca.
2 Levantamiento de un pequeño bordo de 30 cm de altura,
siguiendo cada curva de nivel trazada.
3 Delimitación del área de siembra y del área de
escurrimiento.
Si el terreno tiene más de 5% de pendiente, el trazo
de microcuencas se realiza mediante el ajuste del diseño a
las condiciones de pendiente y precipitación; lo anterior se
puede lograr utilizando el intervalo vertical e intervalo
horizontal propuestos por la antigua Dirección de
Conservación del Suelo, para la construcción de terrazas de
formación sucesiva, quienes sugieren estimar el intervalo
24
vertical entre terrazas con la siguiente ecuación (Loredo,
1986):
IV = [2 + (P/3)] 0.305
Donde:
IV = Intervalo vertical
P = Pendiente del terreno
305 = Factor para ajuste de unidades (del SI al SMI)
El intervalo horizontal se calcula con la siguiente fórmula:
IH = (IV/P) 100
Donde:
IH = Intervalo horizontal
IV = Intervalo vertical
P = Pendiente del terreno
El intervalo horizontal corresponde al tamaño de
microcuencas o distancias entre bordos antierosivos; de ahí
se deduce el área de siembra y escurrimiento. En el caso del
ejemplo anterior, para la estación climática del municipio de
Matehuala y bajo la suposición de un terreno con 8% de
pendiente, el procedimiento para la obtención del intervalo
horizontal es el siguiente:
IV = [2 + (P/3)] 0.305
IV = [2 + (8/3)] 0.305
IV = 1.423
IH = (IV / P)100
IH = (1.423 / 8)100 = 17.79 m
25
Para esa estación, el valor correspondiente al área
de escurrimiento por cada metro de área de siembra es de
2.25, para un tamaño de microcuenca de 3.25. Como ahora
conocemos el ancho de las franjas entre bordos (intervalo
horizontal o tamaño de la microcuenca), para estimar el As y
el Ae se procede de la siguiente forma:
Ejemplo: Si TM = 17.79 m
TM = Ae + As
TM = 17.79
As = (17.79) / (3.25) = 5.47 m
Ae = (5.47)(2.25) = 12.32 m
En el área destinada para promover el
escurrimiento, se recomienda eliminar piedras, ramas,
troncos y arbustos que impidan el movimiento superficial del
agua. Es recomendable emparejar la superficie y si se
cuenta con los recursos, compactarla con un rodillo; si no es
posible, sólo con mantener limpio el terreno, se puede
obtener el 50% de escurrimiento del volumen de lluvia. En el
área de siembra, la preparación del suelo sirve para
promover un adecuado desarrollo radical. En el caso de
pasto Buffel se requiere de un rastreo doble, después de un
barbecho.
5.4. Época y densidad de siembra
La siembra de pasto Buffel se realiza al inicio del
período lluvioso; la semilla se distribuye al voleo en el área
de siembra y se tapa con una rastra de ramas. Se
recomienda sembrar en las primeras horas de la mañana,
para evitar corrientes de aire que no permitan distribuir
adecuadamente la semilla. En siembras tardías, la semilla
suele presentar letargo y pude nacer hasta el ciclo siguiente.
26
Con el sistema de microcuencas, la cantidad de
semilla por hectárea se reduce, de acuerdo con la relación
área-siembra-escurrimiento. La densidad de siembra para
pasto Buffel es de 5 kg/ha de semilla pura viable (Martín,
1991). Para determinar el porcentaje de semilla pura viable
(SPV) se procede de la siguiente forma:
%SPV = (% germinación) (% de pureza)/100
Con este valor se calcula la cantidad de semilla comercial.
Semilla comercial = (densidad de siembra)(100)
%SPV
Por ejemplo:
Se requiere sembrar una hectárea de pasto Buffel y la
información de la etiqueta del proveedor de la semilla,
señala que tiene 75% de germinación y 80% de pureza:
% SPV = (75) (80)/100 = 60
Kg de semilla comercial = (5 kg) (100)/60% = 8.33
kg/ha.
Sin embargo, esa cantidad de semilla se requiere
para 10,000 m2,
por lo tanto, hay que hacer el ajuste para la
superficie a establecer con microcuencas. En el ejemplo de
la zona de Matehuala, se tiene una relación de 1:2.25, por lo
cual, el área real de siembra será 3,076 m2/ha
y se requieren
2.56 kg de semilla comercial. Se recomienda aplicar un 10%
más por pérdidas; en consecuencia la cantidad final para el
área real de siembra es de 2.8 kg/ha.
27
6. CONCLUSIONES
1. El pasto Buffel (Cenchrus ciliaris L.), además de ser una
opción para la producción de forraje en zonas de
temporal deficiente, es útil para el control de la erosión
hídrica.
2. Si la superficie del suelo cubierta por el pasto Buffel o
sus residuos es mayor al 70%, la pérdida de suelo por
erosión hídrica es nula.
3. Se recomienda el establecimiento de esta gramínea en
zonas ubicadas a menos de 2000 msnm, con suelos
profundos sin problemas de drenaje y donde la
precipitación sea mayor a 250 mm por año.
4. En tierras limitadas por lluvias escasas, la captación “in
situ” de agua de lluvia, es una técnica adecuada para el
establecimiento de la gramínea.
5. En estas tierras la relación área-siembra-escurrimiento,
de acuerdo al modelo propuesto por Anaya y
colaboradores, varía de 2:1 a 8:1 en función del uso
consuntivo, la precipitación media anual y el coeficiente
de escurrimiento.
28
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AGRADECIMIENTO
Esta publicación forma parte de los productos comprometidos en el proyecto 1425708F “Transferencia de Tecnología para el manejo de Recursos a Nivel Microcuenca” Los autores agradecen a la Fundación Produce de San Luis Potosí, A.C. el financiamiento de ese proyecto, con el cual fue posible la impresión de esta publicación.
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