SINTESIS DE INVESTIGACIONES DE MANEJO DE SUELOS A LARGO PLAZO DE ULTISOLES Y OXISOLES

EN LA AMAZONIA

T.J. Smyth and D.K. Cassel

I. IntroduccionA. Agricultura y problemas de deforestacionB. Extension de los Ultisoles y Oxisoles y sus limitaciones de manejo

II. Caracterizacion de suelos y practicas agrícolas tradicionales en Yurimaguas y ManaosA. Propiedades físicas y químicas para perfiles de un Ultisol en Yurimaguas y Oxisoles en

ManaosB. Practicas de Agricultura Migratoria

III. Desmonte y restauración (de las propiedades del suelo)A. Desmonte al inicio de cultivos continuosB. Restauracion de las propiedades físicasC. Restauracion de las propiedades químicas y su mantenimientoD. Interaccion Desmonte/Manejo de suelos

IV. Interacciones Labranza / Manejo de SuelosA. Labranza profundaB. Labranza de ConservacionC. Compactacion

V. Opciones del uso de la tierra con cultivos tolerantes a la acidesA. Cultivo de bajos insumosB. Cultivo en franjas o contornoC. Asociacion de pasturas gramíneas/leguminosas

VI. Extrapolación a OxisolesVII. Conclusiones

VIII. Referencias

I. IntroducciónA. Agricultura y Problemas de deforestación

Las tres cuartas partes de las 673 millones de hectáreas de tierra bajo bosque tropical nativo y bosque tropical estacional en América tropical se encuentran localizadas en la Cuenca del Amazonas (Sánchez, 1987). La continua expansión de la frontera agrícola en la cuenca del Amazonas para aliviar las presiones de crecimiento poblacional ha llamado la atención en todo el mundo por las consecuencias ecológicas del incremento de la deforestación. Las selvas tropicales de América Latina han sido deforestadas a una tasa de 2,5 y 2,8 millones de hectáreas por año (Melillo et al., 1985). El desmonte en la Cuenca del Amazonas se estima que ocurre a un ritmo de 1,2 millones de hectáreas por año, y se asocia principalmente a la agricultura de subsistencia por los agricultores nómadas y el establecimiento de pastos por los ganaderos (Hecht, 1982). Aplicación de opciones de manejo de la tierra que recuperar y/o mantener la productividad a largo plazo de las tierras deforestadas y degradadas fue propuesta recientemente como una estrategia para reducir la deforestación al eliminar la necesidad de abandonar terrenos desmontados (Sánchez et al., 1990). Este artículo resume la experiencia adquirida en la investigación del manejo del suelo a largo plazo sobre el uso continuo de Oxisoles y Ultisoles en la Amazonia.

B. Extension de Ultisoles y Oxisoles, y limitaciones en su manejo

La base de recursos de la tierra en la Amazonia es enorme, ocupando cerca de 482 millones de hectáreas, según datos de Cochrane y Sánchez (1982) en un resumen muy minucioso de los datos existentes. La siguiente información se extrae de esa publicación. Tres subregiones climáticas fueron identificados como muestra en la Tabla 1. Esta clasificación se basa en estimaciones del total de la evapotranspiración potencial de la estación húmeda (WSPE), duracion de la estación húmeda, esto es, el período en que las precipitaciones superan la evapotranspiración potencial; y la temperatura media del aire en la estación húmeda (WSMT). La subregión selva tropical se presenta principalmente en la parte occidental de la Cuenca del Amazonas y ocupa 171 millones de hectáreas o el 35% de la superficie terrestre. La subregión bosque estacional semi-perenne se presenta principalmente en la parte oriental de la Cuenca y ocupa 274 millones de hectáreas, 17% de ellos está mal drenados. Las sabanas ocupan 37 millones de hectáreas en la cuenca del Amazonas. Los Llanos de Colombia y Venezuela no son incluidos, ni el Cerrado de Brasil. En general, los suelos de la cuenca del Amazonas tienen baja fertilidad aunque el 6% de la superficie total de suelos tienen alta fertilidad natural y son bien drenados.

En general, 23% de la superficie terrestre en la cuenca del Amazonas es plana y mal drenada (Tabla I). De las 171 millones de hectáreas de tierra en la subregión selva tropical, el 29% está mal drenado. Mayoría de resto tiene una pendiente entre 0 y 30%. Aunque el grado de susceptibilidad a la erosión

varía con la tierra y las precipitaciones, prácticamente todos los terrenos en pendiente en esta región de alta precipitación está sujeto a la erosión del suelo si no se maneja adecuadamente.

Tabla 1. Subregiones climáticas de la Amazonía

Cochrane y Sánchez (1982) estiman que 220 millones de hectáreas de Oxisoles y 141 millones de hectáreas de Ultisoles están presentes en la cuenca del Amazonas. Esto representa el 46% y 29%, respectivamente, de la superficie total del area. Oxisoles que se encuentran en las tierras altas son bien drenados, tienen bien desarrollada la estructura del suelo, baja capacidad de intercambio catiónico efectiva (CICe) y baja fertilidad natural. Ultisoles son comunes tanto de tierras altas y posiciones del paisaje (recordar que el suelo es un elemento del paisaje) pobremente drenadas. Ellos son generalmente ácidos, infértiles, y tienen la estructura del suelo más débil que los Oxisoles. Contrariamente a las creencias anteriores, plintita ocurre sólo en alrededor del 4% de los suelos de la cuenca del Amazonas (la plintita es una mezcla de arcilla con cuarzo y otros diluyentes, rica en hierro y pobre en humus, que se forma en un horizonte que está saturado con agua en algún período del año).

Bajo condiciones similares de precipitaciones, pendiente, cobertura del suelo, y la textura del suelo, Oxisoles están menos sujetos a la erosión del suelo que los Ultisoles. La estructura del suelo más fuerte de Oxisoles conduce a tasas de infiltración más altas. Las tasas de infiltración son altos para suelos nativos aun cuando el porcentaje de arcilla es alto. Cuando las superficies de Oxisoles son dejados al descubierto, la estructura sólida del suelo ayuda a resistir la erosión, pero en algunos, la erosión del suelo está probablemente en función de características de la lluvia. La estructura del suelo de Ultisoles, siendo más débil que los Oxisoles, se rompe más fácilmente por las gotas de lluvia. Por lo tanto las pérdidas por erosión del suelo para Ultisoles tienden a ser mayores que en Oxisoles. Mientras Cochrane y Sánchez (1982) estima que sólo el 6 y el 10% de los suelos de la selva tropical y bosque estacional semi-perenne, respectivamente, son altamente erosionables, creemos que el riesgo de erosión es mayor. Nuestra creencia es que los mayores riesgos de erosión existen en suelos en la categoría de pendiente 8-30% y sobre una larga fraccion de suelos de la categoría de pendiente 0-8% (Tabla 1).

Otra limitación de los suelos en la cuenca del Amazonas es la falta de humedad del suelo (Cassel y Lai, 1992; Cochrane y Sánchez, 1982). Aunque la precipitación media total excede a la evapotranspiración potencial media total en 8 o más meses al año, a menudo hay uno o más períodos cortos durante el año cuando las plantas sufren estrés hídrico bastante grave como para reducir los rendimientos de los cultivos

Las principales limitaciones químicas del suelo para la producción agrícola en la Amazonía son la acidez del suelo, la deficiencia de P, la deficiencia de micronutrientes y baja CICE (Cochrane y Sánchez, 1982). De los 482 millones de hectáreas en la cuenca del Amazonas, el 81% de la superficie tenían valores nativos de pH en el suelo superficial de menos de 5,3, y el 82% tenía valores de pH inferiores a 5,3 en el subsuelo. Asociado a estos valores bajos de pH es la toxicidad del aluminio. Suponiendo que el 60% de saturación de aluminio en los primeros 50 cm de suelo es tóxico para las especies de plantas de aluminio sensibles, Cochrane y Sánchez (1982) informaron que el 73% de los suelos de la Amazonía tiene este problema.

El noventa por ciento de los suelos de la Amazonía tienen niveles de P en la superficie del suelo menores a 7 mg/kg (Cochrane y Sánchez, 1982). Si se supone un nivel crítico de P de 10 mg / kg, estos suelos no soportaran los cultivos sin adición de P. Afortunadamente, sólo el 16% de estos suelos son estimados como fuertes fijadores de P, es decir, que tienen más del 35% de arcilla y un alto porcentaje de óxidos de hierro. Los suelos que quedan se pueden gestionar mediante la prescripción de pequeñas aplicaciones de P en un cultivo de serie de cultivos.

La baja CIC se considera que es una limitacion del suelo (Cassel y Lai, 1992). La susceptibilidad de la lixiviación de nutrientes móviles aumenta a medida que disminuye la CIC. Esto es de gran importancia en un entorno donde las precipitaciones superan la evapotranspiración potencial en la mayor parte del año y donde para empezar, los nutrientes son escasos. Es crítico que los nutrientes móviles añadidos al suelo permanecer en el suelo el mayor tiempo posible para darle a la planta la oportunidad adecuada de utilizarlos. Por ejemplo, el potasio es considerado como una limitación en el 56% de la superficie terrestre (Cochrane y Sánchez, 1982). Es crítico que el K que se aplica al suelo sea retenido por el CIC (coloides) del suelo hasta que sea absorbido por las raíces de la planta.

II. Caracterización de los suelos y las prácticas agrícolas tradicionales en

Yurimaguas y Manaos

A. Propiedades físicas y químicas en perfiles de un Ultisol en Yurimaguas y un Oxisol en Manaos

Datos de propiedades químicas y físicas seleccionadas para la serie de suelos Yurimaguas (Typic Paleudult) en Yurimaguas, Perú se dan en la Tabla 2. Este suelo estaba cubierto de un bosque secundario cuando los primeros experimentos comenzaron en 1972. Datos similares son presentados en la Tabla 3 para el Hapludox Xántico bajo un bosque secundario en Manaos, Brasil. La comparación de los datos en estas dos tablas muestran que los suelos tienen tanto similitudes y diferencias. La media mensual de precipitaciones, para ambos sitios se muestran en la Figura 1. La precipitación media anual en Manaos excede al de Yurimaguas en alrededor de 300 mm.

El contenido de arena del suelo Yurimaguas es 80% en la superficie del suelo y disminuye con la profundidad, el suelo tiene un horizonte B bien desarrollada con el contenido de arcilla que llega al 25%. En la zona de las raíces de la mayoría de los cultivos (0-43 cm), el pH es 4,0 o menos. El contenido de carbono orgánico en el suelo excede en 1% al de la superficie del suelo, pero disminuye a menos de 0,5% por debajo de la profundidad de 13 cm. Las bajas cantidades de los cationes intercambiables Ca, Mg, y K junto con la CIC de alrededor de 4 cmol/kg por debajo de los 5 cm de profundidad creando porcentajes de saturacion de aluminio de 95% o mas.

El Oxisol en Manaus, por otro lado, tiene un contenido de arcilla de 76% en la superficie del suelo. El contenido de arcilla aumenta con la profundidad. El pH del suelo es de aproximadamente una media unidad más alto que el Ultisol y es bastante uniforme con la profundidad. El Ca más Mg intercambiable es superior al de todas las profundidades para los Oxisoles, pero el K intercambiable es similar al del Ultisol. La CIC consecuentemente inferiores para el Oxisol junto con concentraciones similares o ligeramente superiores de cationes intercambiables conduce a bajas saturaciones de aluminio. Sin

embargo, los valores de aluminio intercambiables por debajo de 8 cm limitan el crecimiento radicular incluso a los cultivos tolerantes a la acidez. Los valores de la densidad aparente cerca de 1,1 Mg/m3

junto con las conductividades hidráulicas de alta saturación indican que la infiltración, la retención de agua, y la aireación son adecuadas para estos suelos.

B. Prácticas de Agricultura Migratoria

Las prácticas de agricultura migratoria pueden variar en todo el mundo, pero un denominador común en todos los casos es un período más largo que el período de cultivo en barbecho (Moran, 1981; Sánchez, 1976). Para América tropical fue descrito como (1) el desmonte mediante la tala y quema anual de menos de 5 ha, (2), la posterior siembra del maíz (Zea mays), arroz de secano (Oryza sativa) y yuca (Manihot esculenta) o plátano (Musa paradisiaca), y (3) el abandono de tierras para la regeneración del bosque o el establecimiento de pasturas después de uno o dos años de cultivo (Sánchez y Cochrane, 1980). Después de despejar un bosque secundario de 10 años de edad, en Yurimaguas, un agricultor fue contratado para simular un tratamiento de rotación de cultivos en tres parcelas repetidas de 75 m por 25 m. Después de cosechar el cultivo de arroz, yuca y plátano luego de un año, abandonó la tierra para la regeneración del bosque. Las cosechas fueron de 1,7, 8,7 y 10 t/ha de arroz, yuca y plátano, respectivamente (Alegre et al., 1989).

Hay dos factores principales que contribuyen al abandono y la regeneración de los bosques después de algunos años de cultivo son la invasión de malezas y el declinamiento gradual en la disponibilidad de nutrientes del suelo, con el tiempo después de la tala y quema (Valverde y Bandy, 1982; Sánchez y Cochrane, 1980). Mt Pleasant y colaboradores (1992) evaluaron la dinámica poblacional de malezas en un Ultisol en Yurimaguas durante cinco cosechas consecutivas de una rotación arroz-caupí (Vigna unguiculata) tras la tala de bosques secundarios. En ausencia de labranza, el peso seco de malezas se incrementa de 48-280 g/m2 entre el cultivos inicial y el final. La composición de la población de malezas también ha cambiado con el tiempo. Las ciperaceas componen el 84% de las malas hierbas en la primera cosecha, mientras que las gramíneas dominaron el 79% en el quinto cultivo.El contenido de nutrientes de las cenizas, después de la tala y quema de bosques de diferentes edades, se ha medido tanto en Yurimaguas y Manaos (Tabla 4). Las diferencias en las propiedades del suelo, técnicas de desmonte, la biomasa forestal, y la proporción de la biomasa forestal quemada realmente conduce a una considerable variación entre los sitios en la cantidad de ceniza y su composición de nutrientes. Smyth y colaboradores (1991a) estima que sólo el 29% de la biomasa sobre el suelo (77 t/ha) en un bosque secundario de 11 años de edad en Yurimaguas se convirtió a cenizas. Los efectos beneficiosos de la ceniza en las propiedades químicas del suelo son ejemplificados en la Figura 2 por un tratamiento sin labranza, cal, o fertilización en un Ultisol despejado de un bosque secundario de 11 años de edad, en Yurimaguas, Perú. La ceniza aumentó notablemente el suministro de nutrientes del suelo, proporcionando un incremento de dos veces en Ca y Mg intercambiables y un aumento de tres veces en P (método Olsen extraíble modificado). El efecto de encalado de la ceniza se evidencio por una disminución de la saturación de Al de 76% antes de la quema a 47 % inmediatamente después de la quema. El incremento gradual en saturacion de aluminio con el tiempo y re-equilibracion a niveles de pre-limpieza a los 12 meses después de la quema también indicaron que los efectos residuales de la

ceniza en el suelo acido eran a corto plazo. Para el tercer año después de la quema, la disponibilidad de la mayoría de los nutrientes había disminuido a niveles similares a los anteriores al desmonte.

Lopes y colaboradores (1987) compararon para un período de 2.5 años de largo después del desmonte, la dinámica de nutrientes del suelo de un bosque secundario de 25 años en un Ultisol en Yurimaguas y un bosque primario en un Oxisol en Manaos.

Algunos de las diferencias en los patrones de agotamiento de nutrientes refleja diferencias en las propiedades del suelo natural. Un marcado aumento en la disponibilidad de P en el suelo después de la quema para el sitio Yurimaguas, en oposición a ningún cambio en el sitio de Manaos, se atribuyó a las diferencias en la capacidad de absorción de P entre el franco Ultisol y el arcilloso Oxisol. Carbono orgánico en la superficie del suelo y niveles de N total en el Oxisol fueron mayores que en el Ultisol. Mientras que el Oxisol mostró un continuo descenso en ambos parámetros en 2,5 años, hubo pocos cambios en C orgánico y N total después del desmonte en el Ultisol. Las tendencias de la acidez del suelo y las bases intercambiables en el tiempo parecen estar asociados con la cantidad de cenizas en lugar de determinadas propiedades del suelo. Incrementos iniciales en el pH del suelo y Ca y Mg intercambiables eran más grandes en el Oxisol y se mantuvieron durante un largo tiempo que en el Ultisol. Consecuentemente, la saturación de Al se mantuvo debajo en el Hapludox que en el Paleudult durante los dos primeros años de cultivo.

Las prácticas de manejo del suelo a menudo se evalúan en función de si las condiciones del suelo son mejorados o degradados con el tiempo. Experimentos a largo plazo son de mayor importancia para el desarrollo de mejores prácticas de manejo del suelo, dada la diversidad de los suelos en el Amazonas y las posibles variaciones en las propiedades del suelo relacionadas con las diferencias en la biomasa forestal, técnicas de desmonte, la calidad de la quema y la distribución de las precipitaciones. La monitorización continua de características seleccionadas del suelo a través del tiempo en el mismo sitio reduce el riesgo de confusión de los efectos del tiempo con diferencias espaciales.

III. DESMONTE Y RESTAURACION

A. Desmonte para iniciar Experimentos de Cultivo Continuo

La idea central de la investigación inicial que comienza en 1972 en Yurimaguas fue determinar si el cultivo continuo de los cultivos de alimentos básicos en suelos ácidos infértiles en la Amazonia era posible. La introducción de una o más tecnologías de sistemas de cultivo continuo podría reducir la necesidad cada vez mayor de limpiar más y más tierras en una agricultura de tala y quema. Excelente visión de Sánchez y colaboradores (Seubert et al., 1977) dio lugar a la creación de un experimento para evaluar dos metodologías de desmonte. Se emplearon dos métodos manuales y mecánicos. El método manual es el tradicional de tala y quema, procedimiento autóctona de la zona, mientras que la limpieza mecánica involucrada una pequeña excavadora con una hoja recta. Cuchillas rectas no son deseables para la limpieza de la tierra, pero a veces estaban disponibles en la zona para la construcción de carreteras y de las operaciones de mantenimiento, y se utilizan siempre que se practicaba aclareo mecanico.El diseño experimental para este primer experimento fue una parcela dividida con cuatro repeticiones

(Seubert et al., 1977). Los tratamientos de parcelas principales eran: métodos de limpieza o desmonte (tala/quema o bulldozer con hoja recta); varios sistemas de cultivo a largo plazo fueron las subparcelas, y varios regímenes de fertilidad eran sub-subparcelas. La tierra fue desmontada en agosto de 1972. Vegetación, excepto los troncos de los árboles que eran cortados en pedazos y leña y eliminado manualmente, se quemaron tres semanas después de la roza. La excavadora removio toda la vegetación de la tierra y, aunque la atención se centro en un intento de minimizar la eliminación de la capa superficial, parte de ella se retiró durante la limpieza. Los cultivos utilizados en los distintos sistemas de cultivo eran arroz de secano, el maíz, la soja (Glycine max), yuca, plátano y pasto guinea (Panicum maximum). Durante el experimento, se recogieron muestras de suelo periódicamente para seguir el estado de fertilidad del suelo; ajustes en las tasas de aplicación de fertilizantes y cal como pasaba el tiempo se basaron en el análisis de estas muestras. Además, se hizo la medición periódica de la densidad aparente y la velocidad de infiltración.

La densidad aparente de la superficie del suelo, 10 meses después del aclareo fue 1.24 g/cm3 para el desmonte manual de comparación a 1,46 g/cm3 para la tierra despejada con el bulldozer. La tasa de infiltración de un mes después de claro era menor a 1 cm/hr para el suelo desmontado con el bulldozer en comparación con más de 10 cm/hr en los suelos limpiados manualmente. La tasa de infiltración de los suelos arrasados no mejoró con el progreso del tiempo.

Los experimentos de cultivo continuo en el terreno despejado manualmente continuó hasta 1989, tiempo durante el cual se cultivaron 37 cosechas consecutivas (ver sección IIIC). La producción de cultivos en las tierras aclaradas con bulldozer fue generalmente menor que el de la tierra manualmente aclaradas (desmontadas) y disminuyó con el tiempo. El encalado mejora los rendimientos en las tierras arrasadas, pero cuando los rendimientos de las parcelas no fertilizadas en 1974 cayó a 33% del rendimiento de las parcelas sin fertilizar en la tierra manualmente despejado, la tierra despejada con bulldozer fue abandonada (Alegre et al., 1986a).

B. Restauración de las propiedades físicas

El mantenimiento de la investigacion permanente en Yurimaguas permitió resolver un problema de segunda generación, es decir, la recuperación de la tierra despejada con bulldozer que fue abandonado en 1974. Seis años después del abandono de la tierra despejada con bulldozer, un experimento de recuperación fue diseñado. La tierra había sido cubierta por pasto guinea durante el período de 6 años de duración del "barbecho".

El primer paso en el proceso de recuperación fue evaluar las propiedades físicas y químicas del suelo como una función de la profundidad de al menos 45 cm. La densidad aparente y mediciones de impedancia mecánica en 1980 revelaron una zona compactada en la profundidad de 15 a 45 cm. La densidad aparente y la impedancia mecanica en los primeros 60 cm del suelo, tanto para el bulldozer como para el suelo despejado manualmente se muestra en la Figura 3. Ambas areas estaban cubiertas con pasto guinea. El suelo demolido tenía un pH de 4.5, una saturación de Al de 65%, y 6,5 mg/kg de P disponible. Las propiedades químicas podrían ser modificadas por el encalado y la fertilización, pero

la mayor limitación se identificó como la compactación del subsuelo. Claramente, la recuperación de este suelo requeriría alguna técnica de manejo para aliviar la compactación del subsuelo.

El experimento resultante tenía ocho tratamientos de recuperacion: (I) control (sin labranza), planta por sembrarse, (2) rotocultivador (rototiller) de mano, plantas sembradas, (3) tractor rotocultivador (rototiller), (4) arado de cincel a 25 cm con un tractor de 48 kW; (5) el tráfico de pie controlada (controlar el peso de animales y personas en esos campos); (6) camas formadas con la azada, plantas plantadas, (7) simulación de la subsolacion a 25 cm, y (8) acolchado. Arado cincel y subsolado simulados fueron las dos operaciones de labranza profunda impuestas. Al no tener acceso a un tractor subsolador, la operación del subsolamiento se simuló manualmente aflojando el suelo a la profundidad de 25 cm con una lampa. Cada cultivo se fertilizó según el análisis de suelo; todos los tratamientos fueron fertilizados y encaladas de forma idéntica.

La infiltración, un proceso que integra las propiedades físicas del suelo de la porosidad total y la distribución de tamaño de poro, fue mayor para el arado de cincel y tratamientos del subsuelo cuando se mide dos años después de que la recuperación comenzó (Figura 4). Infiltración acumulada para la ausencia de tratamiento de control hasta que en 1982 se mantuvo esencialmente sin cambios respecto al valor medido por Seubert et al. (1977), nueve años antes.

Otras medidas tomadas periódicamente durante los 2 años de recuperación mostraron que la impedancia mecánica a la profundidad de 12 a 21 cm fue menor para el tratamiento de arado de cincel, y la densidad por debajo de la profundidad de 15 cm se redujo sólo para los dos tratamientos de labranza profunda , lo que indica que la compactación del subsuelo se alivió. Los dos tratamientos de labranza profunda produjeron los mayores rendimientos (fábula 5). Esta tierra recuperada está todavía en la producción de cultivos continuos

C. Rehabilitación quimica y Mantenimiento

Los tratamientos fertilización completa y el control (sin cal o fertilizantes) iniciados por Seubert et al. (1977) se plantaron con una rotación de arroz, maíz y soja durante 17 años consecutivos. Los rendimientos individuales del cultivo son comparados entre los tratamientos en la figura 5. Considerando que el rendimiento de los cultivos para el tratamiento control rara vez se desviaron de cero desde el tercer cultivo en el experimento, los rendimientos medios de arroz, maíz y soja en el tratamiento completo fueron 2.8, 2.9 y 2.3 t/ha, respectivamente. Monocultivos sin rotaciones no mantienen altos rendimientos, debido a la acumulación de patógenos.

La fertilizacion y los requerimientos de cal para mantener estos rendimientos se ajustaron con frecuencia sobre la base de análisis de análisis de suelo después de cada cosecha y los resultados de experimentos con satélites adyacentes (Sánchez et al, 1983; Alegre el al, 1991). La fertilización inicial en el cultivo 2 consistió en 80, 100, 80, 0,5 y 0,1 kg/ha de N, P, K, B, y Zn, respectivamente. A partir de entonces las aportaciones de N para el arroz y el maíz aumentó a 100 kg/ha en los cultivos 8-10, 160 kg/ha en los cultivos 11 a 24 y 100 a 120 kg/ha en los cultivos 25-36. La fertilización con fósforo fue de 20-30 kg/ha en los cultivos 3-10, y 70 kg/ha en los cultivos 11-24. A partir de entonces el P sólo se aplicó a cultivos de maíz a razón de 30-45 kg/ha. La tasa inicial de K se mantiene a través de los

cultivos 10 antes de aumentar hasta 125 kg/ha en cultivos 11-24. Mejoras en la interpretacion del K en el análisis de suelo de los ensayos de campos adyacentes (Cox y Uribe, 1992b) llevaron a la aplicación de 50 kg K/ ha en los cultivos de maíz finales. El magnesio se aplicó al cultivo 9 y a los cultivos 11-31 a tasas de 9 y 30 kg/ha, respectivamente. Las solicitudes iniciales de B y Mo se repitieron en los cultivos 1-24 junto con Cu y Zn. La cal se aplicó a dosis equivalentes a 1-1.5 veces el Al intercambiable en los cultivos 2, 11, 14, 20, 29, 32, y 35.

El arroz fue excluido de la rotación después de la cosecha 26 porque los experimentos de manejo de malezas indicaron que su mala competencia con malezas limita las posibles opciones de control de malezas para el sistema de cultivo continuo (Mt Pleasant el al., 1990). Antes del cultivo 29, la preparación del terreno se realizó con un tractor de la mano, que cultivaba la tierra a una profundidad de 7,5 cm. A partir de entonces la labranza se realizó a un 20 a 25 cm de profundidad con aperos tirados por tractor. La exclusión del arroz de la rotación y las dificultades con el cultivo mecanizado durante los períodos de alta precipitación llevó a la inclusión de un cultivo de cobertura Mucuna cochinchinensis después del cultivo36 para su uso en el control de malezas y como abono verde para la cosecha de maíz sucesiva.

Después de 10 años de cultivo continuo, la comparación de los datos del perfil químico del suelo entre el control y los tratamientos de fertilización completos reveló que hubo un movimiento significativo de Ca y Mg y una reducción en la saturación de Al a la profundidad de 45 cm (Alegre et al., 1991) (Figura 6). Por lo tanto, el entorno quimico del subuelo para el desarrollo de las raíces mejora con el cultivo continuo. Este experimento claramente estableció que el cultivo continuo se logró en un Ultisol del Amazonas, cuando la aplicación de cal y de fertilizantes se basaron en una evaluación constante de nutrientes del suelo mediante procedimientos de análisis de rutina del suelo.

Las investigaciones también se llevaron a cabo en la utilización de nutrientes orgánicos como una alternativa al suplemento de fertilizantes inorgánicos. En la ausencia de fertilización inorgánica, abono verde con kudzu (Pueraria phaseoloides) de los campos adyacentes en una rotación caupi-soja-maíz-maní (Arachis hipogea)-arroz proporciona 90% de los rendimientos obtenidos con un tratamiento de fertilización de referencia que recibió 120 kg de N/ha de maíz, 100 kg de K/ha/cultivo, 48 kg de P/ha/año, 10 kg S/ha, y 2 t de cal/ha (Wade y Sánchez, 1983). El compost de residuos de cosecha se comparó para completar la fertilización inorgánica en un campo donde la fertilidad ha sido mejorada antes por el cultivo continuo. Los rendimientos para los cuatro cultivos iniciales con abono estaban dentro de 80% de los rendimientos para el tratamiento de fertilización completa, pero se redujeron a menos del 50% en el cuarto y quinto cultivo. Despues de completar el compost con 100 kg de K/ha, los rendimientos en seis cultivos posteriores fue aproximada al obtenido con la fertilización completa (Bandy y Sánchez, 1986). Desventajas por el uso de estas alternativas de fertilización orgánicos fueron los requisitos de mano de obra para recoger los materiales orgánicos y los perjudiciales efectos de la exportación continuada de una reserva de nutrientes finita de las zonas adyacentes de la tierra donde se producen materiales.

D. Interacciones Despeje/Manejo de Suelos

La deforestación y posterior cambio de uso del suelo en los trópicos representaron alrededor del 18% del calentamiento global durante la década de 1980 (Sánchez et al., 1990). Esto es de interés para parar o al menos reducir la tasa de compensación en el futuro inmediato. Si la tierra se va desmontar, debe ser limpiado usando procedimientos que minimizen la degradación del suelo. El éxito en la mejora del subsuelo compactado en el estudio de la recuperación se discute en la sección IIIA (Alegre et al, 1986a) llevo al desarrollo de un tercer experimento (Alegre ct al., 1986b. 1986c, 1988, 1990). Desde el principal problema que surge del desmonte con el bulldozer del suelo de Yurimaguas, la compactación subsuperficial, posiblemente, la tierra podría ser limpiado de manera tal de eliminar o reducir al mínimo la compactación. Este nuevo experimento integra varias combinaciones de desmonte, quema de vegetación, labranza post-desmonte y practicas de manejo del suelo. No hay información detallada que se disponga sobre los efectos temporales de estas practicas sobre las propiedades del suelo y los rendimientos de los cultivos.

Las características más destacadas de los seis tratamientos "paquete" (conjunto de medidas) se utilizan como principales parcelas del experimento de desmonte fueron: (I) de tala y quema, (2) aclareo con el bulldozer de hoja recta, (3) aclareo con hoja recta seguido por el arado de cincel a una profundidad de 25 cm;(4) aclareo con bulldozer de hoja cortante, la vegetación quemada, seguido de arado de disco a 30 cm de profundidad, (5) la cuchilla de corte solamente, y (6) la cuchilla de corte seguido de arado de disco 30 cm de profundidad. Los tres tratamientos subparcelas fueron prácticas de manejo del suelo post-aclareo: (1) sin enmiendas químicas (2) enmiendas de cal y fertilizantes, y (3) la cal, fertilizantes y formación de una cama.

De gran importancia para este estudio fue la inclusión de una hoja cortante excavadora montada para limpiar la vegetación forestal. A punta afilada, llama un "aguijón", se monta en la base a un lado de la cuchilla de corte. El aguijón está diseñado para perforar y escindir grandes troncos de arboles, facilitando de este modo la acción de corte por la base de la hoja. Cuando se utiliza correctamente, la cuchilla de corte no perturba la superficie del suelo.

Los seis tratamientos compactados de la superficie del suelo y todas las operaciones de aclareo mecánicos aumentaron la densidad aparente a profundidades inferiores a 15 cm, pero el aclareo mediante el arado de disco y las operaciones de arado de cincel aliviaron la compactación. La óptima gestión post-aclareo fue con la fertilización y la formación de una cama. La siembra del cultivo en camas elevadas dio una ventaja inesperada: las camas obligaron a los obreros que desmalezaran a mano las parcelas a caminar en los valles entre las camas, reduciendo así la compactación cerca de la línea central.

Pocas propiedades químicas se afectaron por el método de desmonte o la gestión post-desmonte. En general, la quema de vegetación seca para los tratamientos I y 4 aumentaron la cantidad inicial de Ca, Mg, P y K en el suelo superficial durante los primeros cultivos. El encalado era necesario para producir un rendimiento aceptable para la primera cosecha para los tratamientos restantes que no tenían cenizas volantes.Los rendimientos relativos de grano de cinco de las combinaciones de rendimientos más altos que de los tratamientos de manejo de suelos de desmonte y el tratamiento autorizado de hoja recta se presentan en la Tabla 6. El método tradicional de tala y quema, independientemente de si la configuración de la

superficie del suelo era plana o camas, producen los más altos rendimientos de arroz, soja, maíz y en comparación con los paquetes de compensación mecanizadas. Comparaciones de entradas de hoja recta en la tabla muestran el beneficio de la profunda operación del arado de cincel a 25 cm, para aliviar la compactación del suelo incurrido durante el desmonte. Los altos rendimientos relativos de desmonte con cuchilla de corte ocurrieron cuando la vegetación se quema para proporcionar nutrientes para la primera cosecha.

IV. Interacciones Manejo de Suelos/Labranza

De 1972 a 1984 en un experimento a largo plazo de cultivos continuos en Yurimaguas había sido labrado con un pequeño rotocultivador a mano. Mientras rototilling (labrar el suelo con rotocultivador) es una mejora en comparación con la azada manual, el rototilling era lento, no logró incorporar residuos de cosecha y modificaciones más profundas del suelo de 10 cm, y con el tiempo se desarrolló una zona compactada debajo de la profundidad de la labranza. La adquisición de un tractor grande, barra de herramientas y equipos de labranza básica surtido en 1984 permitió el establecimiento de estudios para evaluar diferentes sistemas de maquinaria de labranza de poder. Los estudios analizados a continuación se llevaron a cabo desde 1986 hasta 1989 e incluyen suelo y la respuesta del cultivo a subsolado, labranza de conservación, y la compactación.

A. labranza profunda

A pesar de las altas precipitaciones anuales, los cultivos a menudo sufren de estrés hídrico severo durante períodos sin lluvia de dos o más semanas. Después de haber obtenido respuestas a simulaciones de subsolado en el estudio de la recuperación de tierras (Alegre el al., 1986a), y tener un poderoso tractor, una barra de herramientas, y vastagos (implementos del tractor) disponibles en el subsuelo, existía capacidad para evaluar la práctica de subsolado en la producción agrícola en suelos de textura media a grueso en los trópicos húmedos.

El experimento tuvo los siguientes seis tratamientos: (1) subsuelo, más camas, liberacion de fosforo, (2) sólo camas, liberación de P (3) subsuelo, plantación en plano (sin cama), emisión P, (4) plantada solo en plano, emisión de P, (5) subsuelo, camas, aplicación de P en bandas, y (6) camas, aplicación de P en bandas (Alegre et al, 1991.). El subsolado se realiza una vez al año con vástagos en el subsuelo espaciados 0,8 m. Cuando el subsolado y las camas se impusieron, ambos se realizaron simultáneamente con la misma pasada tractor. Una porción de la cama se eliminó durante la operación de siembra en un segundo pase del tractor. La aplicación de un herbicida se hizo durante una tercera pasada tractor. Los tratamientos no subsolados fueron arado de disco antes de la siembra. Seis cultivos de maiz fueron cultivadas durante el período comprendido entre finales de 1986 y octubre de 1989. Todos los tratamientos recibieron la misma cantidad de cal y fertilizantes.Densidad aparente, medida en la fila de maíz antes de la tercera cosecha de maíz, no se vio afectada por la labranza en la capa superior del suelo, pero a mayor profundidad se redujo entre 0,09 y 0,17 Mg/m3

(= g/cm3) para los tres tratamientos subsolados (Tabla 7). La resistencia del suelo a la profundidad de 15-30 cm también era menos para las parcelas subsoladas. Mientras el subsolado no aumentó el rendimiento de grano de maíz para la primera cosecha, los rendimientos efectivamente aumentaron para todos los demás cultivos de la camas, tratamientos de P emitido y para los cuatro últimos cultivos que se plantaron en forma plana (Tabla 8). La respuesta en el rendimiento al subsolado para los tratamientos en el cual el P fue aplicado en bandas eran más variables.

La razón principal de las respuestas de rendimiento positivas a subsolado se relaciona con los patrones de distribución de la raíz del maíz (Figura 7). Las raíces crecieron más profundas en los tratamientos subsolados y ocuparon un mayor volumen de suelo. La absorción de agua de este mayor volumen de suelo en las partes más secas de la estación de crecimiento permitió a la planta evitar el grado de estrés hídrico que sufrieron los tratamientos no subsolados.

B. Labranza de Conservación

Prácticas de labranza de conservación continúan ganando importancia en muchas partes del mundo. Estos tipos de prácticas, que por lo general utilizan residuos de la planta para proteger la superficie del suelo, alteran el equilibrio del agua y el régimen de humedad del suelo. Investigaciones anteriores en este sitio (Wade y Sánchez, 1983) encontró que, en comparación con el suelo desnudo, cultivos de cobertura de superficie de pasto guinea y kudzu disminuyeron la temperatura del suelo, provocaron disminución de la impedancia mecánica, y el aumento de la humedad del suelo en la capa superficial del suelo. Realizar prácticas de labranza de conservación tienen un papel en los trópicos húmedos, donde las precipitaciones anuales a menudo exceden los 2.000 mm por año. Se podría plantear la hipótesis de que la presencia de residuos vegetales en la superficie del suelo reduciría la escorrentía superficial y la erosión del suelo. Por otra parte, los residuos vegetales también podrían reducir la evaporación y mantener el suelo tan húmedo que la transitabilidad del suelo se vería afectada. El suelo no admite la maquinaria de labranza de conservación durante la temporada de siembra. Con estas preguntas en mente, el siguiente experimento fue diseñado para determinar la viabilidad de la alternativa mínima y labranza cero prácticas de siembra para los sistemas de producción de cultivos continuos en Yurimaguas.

Este experimento comenzó a finales de 1984, continuó hasta principios de 1989, y fue conducido en un terreno que tiene una pendiente del 1 al 2% que se aclaró en 1972 y fue plantada previamente a 31 cultivos sucesivos (Alegre et al., 1991). Las definiciones de la labranza de seis tratamientos se muestran en la Tabla 9. Todas las operaciones de labranza se realizaron utilizando un gran tractor. Los tratamientos 1 y 3 se subsolaron a la profundidad de 30 cm en las operaciones de siembra para cada cultivo. El tratamiento 5 fue subsolado sólo una vez por año. Se construyeron parcelas de escorrentía para medir la escorrentía superficial y la pérdida de suelo de los tres tratamientos con subsolado. Se utilizó una rotación de maíz y soja.

Aunque los rendimientos de grano se vieron afectados significativamente por la labranza para tres de los cinco cultivos, ninguna ventaja decididamente clara se produjo por cualquiera de los seis sistemas de labranza (Tabla 10). Para los cultivos en los que se produjo una diferencia, el mayor rendimiento se asoció con un tratamiento subsolado. En general, hubo una tendencia constante de los rendimientos a

ser mayor cuando el subsolado se incorporó en el tratamiento de labranza. La escorrentía superficial y la pérdida de suelo de esta tierra casi al mismo nivel durante un período de 15 meses que comenzó en noviembre de 1987 fueron mayores de lo esperado (Tabla 11). Es evidente que cantidad de escorrentía disminuyó significativamente para los dos sistemas de labranza de conservación. La pérdida de suelo fue menor para el sistema de siembra directa. Creemos que las cantidades de escorrentía y pérdida de suelo en los tres sistemas sin subsolado serían aún mayores.

En base a esta información limitada aún es válido preguntarse si el esfuerzo extra necesario para aplicar adecuadamente estas prácticas de labranza de conservación en los trópicos húmedos, vale la pena. Dependiendo de los patrones de lluvia, los sistemas de labranza de conservación pueden retrasar las operaciones de siembra de semana a la vez. Gran parte del trabajo adicional sobre la labranza de conservación con maquinaria eléctrica pesada debe llevarse a cabo en los trópicos húmedos.

C. Compactacion

La frecuencia, cantidad y duración de las precipitaciones pueden limitar la efectividad de la maquinaria en el performance de las operaciones de labranza. Es concebible que en algunos años, las condiciones de lluvia serían tales que el suelo se mantendrá tan húmeda durante largos períodos de tiempo en que un cultivo no podria ser plantados en el momento apropiado. Labrar la tierra cuando esta demasiado húmedo o bien encharcado lo compacta severamente. Un estudio fue diseñado para evaluar los efectos de la humedad del suelo y el número de eventos de compactación de las ruedas del tractor en el rendimiento del cultivo y la compactación del suelo en suelo franco arenoso en Yurimaguas.

La mayor cantidad de compactación de la superficie en todos los suelos con tres contenidos de agua diferentes se produjo en respuesta a la compactación impuesta por el primer pase de la rueda del tractor. La compactación decrece con la disminución del contenido de agua. A altas cantidades de contenido de agua del suelo no ocurre la compactación después del primer pase de la rueda del tractor. Para los dos contenido de agua remanentes el grado de compactación no era tan grande para el primer pase de la rueda del tractor como en el suelo muy húmedo, pero la segunda pasada del tractor incremento significativamente la densidad aparente. Las huellas de la rueda del tractor alcanzaron una profundidad de 10 cm. Los rendimientos de maíz decrecieron con el numero de pasadas del tractor y fue inversamente relacionado con el contenido de agua al momento de la compactación (Tabla 13).

Comparaciones de las tablas 12 y 13 muestran que el rendimiento del maíz y la densidad aparente son inversamente relacionadas (guardan una relación inversa).

V. OPCIONES DEL USO DE LA TIERRA PARA CULTIVOS TOLERANTES A LA ACIDEZ

Investigaciones sobre la base de fertilizaciones y producción de cultivos continuos mecanizados sirven para cuantificar el potencial de producción y los requerimientos de manejo para superar las grandes limitaciones de Ultisoles y Oxisoles en la Cuenca Amazonica. Esto es entendido, sin embargo, para ser utilizado por los agricultores cerca de los grandes centros que necesitan accesos de capital, fertilizantes, cal, maquinaria y mercado estable para los productos. Una segunda investigación en nuestro programa destinado al desarrollo de alternativas sustentables para agricultores en suelos acidos, infértiles en áreas rurales con limtaciones de infraestructura de mercado y capital. Esta sección describe investigaciones

sobre el uso de germoplasma tolerante a acidez en opciones al cultivo de bajos insumos, el cultivo en franjas o contorno y el manejo de pasturas gramíneas y leguminosas.

A. Bajos insumos en el cultivo

El primer paso hacia el desarrollo de una opción de uso de la tierra que lo hiciera viable y que reduzca al mínimo las entradas de cal y fertilizantes en Ultisoles y Oxisoles era seleccionar las especies y variedades que producen rendimientos aceptables en condiciones de alta saturación de aluminio. Material de germoplasma que tienen alto potencial de rendimiento bajo condiciones de trópico húmedo fue suministrado por diferentes instituciones nacionales e internacionales para las pruebas de campo en parcelas con y sin cal en un Ultisol en Yurimaguas. Arroz, frijol caupi, soya, maíz, frijol alado (Psophocarpus tetraglobulus), camote (Ipomoea batatas), y el germoplasma de maní se probaron en seis ensayos de campo desde 1979 hasta 1982. La saturación de Al en el suelo superficial esta en un rango rango entre 63 y 82% en los tratamientos sin cal y de 7 a 34% en los tratamientos con cal. Todos los nutrientes se mantuvieron bajo condiciones no limitantes (Nicholaides y Piha, 1987). Los germoplasmas se consideraron muy tolerantes si los rendimientos sin cal fueron > 85% de los obtenidos en los tratamientos con cal y sensibles si los rendimientos relativos fueron <65%. Los resultados, que se resumen en la Tabla 14, indican varios cultivares de arroz y frijol que se clasifican como muy tolerante con rendimientos de hasta 3,5 t/ha para el de arroz y 2,5 t/ha para frijol caupí. Ninguno de germoplasma probado para otras especies cumplían los criterios rigurosos de alta tolerancia a Al.

En 1982, Sanchez y Benites (1987) iniciaron una evaluación de campo de las prácticas de bajo costo de extender el ciclo de cultivo de la agricultura migratoria, que incluyó el uso de cultivares de frijol y arroz tolerante a Al. Un bosque secundario fue despejada por tala y quema, plantado con una variedad de arroz de secano local por los métodos tradicionales de agricultura migratoria, seguida de una rotación arroz-caupi para un total de cuatro arroces y dos cultivos de frijol caupi durante 2,5 años. Un tratamiento fertilizado, donde cada cultivo de arroz recibió 30, 22, y 48 kg/ha de N, P y K, respectivamente, se comparó con un tratamiento sin fertilización. No hubo diferencias de rendimiento entre los tratamientos con o sin fertilizantes hasta la cosecha final del arroz. Los autores atribuyeron la respuesta del rendimiento a los fertilizantes en el séptimo cultivo a la disminución de la disponibilidad de P y K en el suelo. El uso de cultivares tolerantes al Al, el mantenimiento de los residuos de cultivos y la labranza cero se consideran que son las principales factores que permitieron este sistema para mantener los rendimientos favorables más de 2.5 años y seis cosechas sin cal o fertilizantes.La limitación más importante para la ampliación del sistema de seis cultivos con labranza cero más allá de los bajos insumos era el control de malezas (Sánchez y Benites, 1987).Un año de barbecho con Kudzu y su posterior tala y quema suprimieron las malezasy aumentaron el pH del suelo superficial, bases intercambiables y P disponible. Dos cultivos de arroz se cosecharon en un segundo ciclo de cultivo antes de obtener una reducción significativa del rendimiento en frijol caupi (tercera cosecha) sin fertilización (Alegre et al., no publicado). Un segundo ciclo de cultivo sin reposición externa de nutrientes removidos en el grano cosechado de este sistema fue, por lo tanto, limitada a dos cosechas de arroz.En otro experimento se evaluó la función del manejo de residuos de los cultivos, el método de labranza y la fertilización con K en un suelo con disponibilidad de K en el suelo a una rotación arroz-frijol

durante 12 cultivos consecutivos (Cox y Uribe, 1992a). A lo largo del estudio, no hubo diferencias en los rendimientos entre la labranza convencional, labranza en franjas (30% de la superficie terrestre), y sistemas de siembra directa. Los rendimientos fueron menores con la eliminación de residuos de cultivos que con el mantenimiento de los residuos, y el efecto perjudicial de la eliminación de residuos se incremento con el tiempo. Considerando que la fertilización K (0 a 120 kg de K/ha) de los seis cultivos iniciales siempre aumentó los rendimientos de grano cuando se eliminaron los residuos, las respuestas se observaron rara vez con el mantenimiento de residuos. El mantenimiento de residuos sin la fertilización potásica mantiene el K del suelo por encima del nivel crítico de 0.10 cmol/L para 11 cultivos consecutivos. Los efectos residuales de fertilizantes K se prolongaron por el mantenimiento de residuos.El control de malezas mediante la labranza, herbicidas, mulch, densidad de siembra y prácticas manuales se comparó durante cinco cultivos consecutivos de una rotación arroz-frijol después de la tala y quema tala del bosque secundario (Mt Pleasant et al., 1992). El tratamiento sin labranza tenía más maleza y los rendimientos relativos más bajos que el tratamiento labrado en todo menos en el cultivo inicial. El mulch de los residuos de los cultivos tuvieron poco efecto en el control de malezas, y los rendimientos fueron consistentemente más altos cuando se incorporan residuos. Esto sugiere que los residuos estaban más estrechamente relacionados con el suministro de nutrientes que a la supresión de malezas. Infestación de malezas aumentó con el tiempo de la cosecha al igual que los costos de su control. Los autores sugirieron que después de 5 a 6 cultivos de control de malezas en el sistema de bajos insumos requeriría la labranza o un período de barbecho.

Cultivo de bajos insumos se considera una opción de gestión de transición a causa de las limitaciones por el agotamiento de los nutrientes y la invasión de malezas (Sánchez et al., 1990). Sin embargo, la extensión de uso de la tierra por los agricultores con recursos limitados de uno a tres años aumenta la producción de cultivos de corto plazo y da tiempo para preparar la tierra para las alternativas a largo plazo del uso del suelo.

B. Cultivo en franjas

Los árboles en este sistema agroforestal son cultivados en setos y podas periódicas para proporcionar abono y nutrientes a los cultivos que crecen en los callejones. Una preocupación importante de investigación para los suelos ácidos infértiles es el grado en que los árboles pueden mejorar el ciclo de nutrientes al suelo, cuando la disponibilidad de nutrientes es de por sí baja (Szott et al., 1991). Selección de árboles leguminosos incluía tanto especies exóticas como nativas. La supervivencia de plántulas, tasa de crecimiento y producción de biomasa de especies promisorias se muestra en la Tabla 15. Ausencias notables son Leucaena leucocephala, Leucaena diversifolia y Cajanus cajan debido a la toxicidad de Al o el corto periodo de sobrevivencia cuando son sujetos a poda. Especies nativas son las de mejor rendimiento global en el establecimiento, crecimiento y producción de biomasa. Rendimientos de especies podadas debería corresponder a 5t/ha cada 3 meses para arboles plantados en doble hilera separados por 4 m de franja. Hubo mortalidad de plántulas como resultado de las hormigas cortadoras de hojas (Salazar y Palm, 1987).

Las siguientes evaluaciones en condiciones de suelos ácidos en Yurimaguas de accesiones de Gliricidia scpiiun del Instituto Forestal de Oxford reveló marcadas diferencias entre cantidades de distinta

procedencia en el crecimiento y producción de biomasa (Figura 8). Procedencia 14/84 de Retalhuleu, Guatemala tuvo un rendimiento superior a las otras accessiones centroamericanas. Evaluaciones similares con otras especies pueden proporcionar mejoras significativas (Fernandes, 1991).Para los estudios de cultivo en callejones realizados en Yurimaguas durante los últimos 10 años, Szott y colaboradores (1991) compararon recientemente las respuestas a las operaciones de poda de cultivos con y sin competencia directa de las coberturas de los árboles. Cuando mulches de Inga edulis y Erythrina sp. se aplicaron a parcelas sin árbol de setos, los rendimientos del arroz fueron similares a la obtenida con fertilización inorgánica de N, P, K (Tabla 16). En presencia de setos de Inga edulis, el rendimiento de los cultivos en los callejones de 4,5 m aumento con la distancia entre los árboles, pero rara vez supera los rendimientos para el control sin fertilizar y sin árboles (Cuadro 17). En ambos casos los rendimientos de los tratamientos sin setos, mulch, y fertilización disminuyó con el tiempo de cultivo. Los autores sugieren que las diferencias en el rendimiento de los cultivos (entre que dos experimentos se relacionan principalmente con la competencia bajo el suelo de árboles y cultivos para el agua y los nutrientes.

Salazar y Palm (1987) midieron la biomasa de raíces de árbol en la profundidad 0-30-cm a lo largo de transectos de 4 m perpendiculares al seto. Aunque la biomasa de raíces para Inga edulis y Erythrina sp. decrece con la distancia en los callejones, las antiguas especies tuvieron producción de raíces consistentemente mayor para los primeros setos de 3 m

Fernandes (1990) evaluaron los efectos de la poda de raíces de Inga edulis a una profundidad de 20 cm en la producción de arroz en callejones. La poda de las raíces no tuvo efecto sobre la producción de arroz a los seis meses después del establecimiento de las barreras, pero podas a los 12 y 24 meses aumentó los rendimientos de los cultivos de arroz asociados en un 20%. La disminución de los rendimientos al aumentar el tiempo de cultivo en callejones sobre suelos acidos, infértiles también pueden estar relacionados con la disminución de la disponibilidad de nutrientes (Szott et al., 1991). Cuando los nutrientes contenidos en los restos de la poda de las especies de árboles más prometedores se compararon con la absorción de nutrientes de los cultivos para 2 t/ha de arroz, el suministro de nutrientes superior era sólo aparente de Ca y Mg (Cuadro 18). El contenido de potasio de las podas era igual o inferior a las demandas de los cultivos y los requisitos de P no fueron equilibrada por adiciones de podas. El déficit de nutrientes de podas se incrementa al considerar alta la tasa de liberación durante la descomposición. Cuando la descomposición de mulches de podas se aplica al campo son monitoreados con técnicas de hojarasca, las proporciones de N, P, y K que permanecian en las hojas después de 20 semanas estaban en los intervalos de 10-58, 18-66 y 3-22%, respectivamente. La mineralización fue más rápido para hojas de Erythrina que de Inga edulis y Cajanus cajan (Palm y Sánchez, 1990). Déficit del balance de nutrientes pueden ser compensados por el aumento de las operaciones de poda de setos densos, pero la competencia de cultivos arboreos bajo el suelo implica la necesidad de callejones mas anchos. Con base en los hallazgos actuales Szott et al. (1990) concluyeron que el cultivo en franjas continuas no podían sostenerse en suelos ácidos infértiles sin adición de fertilizantes químicos.

C. Asociacion de pasturas Gramineas/Leguminosas

Hay entre 7 y 10 millones de bovinos y 4,2 a 6,0 millones de hectáreas de pastos en la cuenca del Amazonas. Pastos predominante son Axonopus scoparius y Axonopus micay en la Amazonia oriental y Panicum maximum en el resto (Serrao y Toledo, 1982). Sin legumbres o fertilización, estos pastos tienen una capacidad de carga de un animal por hectarea y 100 kg/ha de la ganancia de peso anual. Después de tres o cuatro años, la productividad disminuye y los pastizales son convertidos a un bosque secundario en barbecho (Sánchez, 1987). La deficiencia de fósforo, manejo del pastoreo, y la mala adaptación de estas hierbas para el medio ambiente tropical húmedo fueron los principales factores asociados a los rendimientos decrecientes (Serrao et al., 1979). Investigación de pastos en Ultisoles de Yurimaguas trató de desarrollar prácticas de manejo y requerimientos mínimos de fertilizantes para leguminosas y gramíneas adaptadas a las condiciones de suelos ácidos que podrían elevar su capacidad de carga animal y la producción de carne y leche. Asociaciones de selecciones promisorias de ecotipos de gramíneas y leguminosas del Programa de Pastos Tropicales del CIAT, se han evaluado en ensayos replicados de pastoreo a largo plazo desde 1980. Resultados para los ocho primeros años del estudio fueron resumidos recientemente por Lara et al. (1991). La historia del manejo de las asociaciones se describen en la Tabla 19. Pastos establecidos durante 1980 fueron sometidas a pastoreo continuo que llevó a una gran proporción de las leguminosas. Pastoreo alternativo fue, por lo tanto, utilizado en años posteriores y los períodos de pastoreo de descanso se ajustaron gradualmente de 42 días a la rotación actual de 28 días. Fertilización en el establecimiento de pastos consistió en 250, 22, 42, y 10 kg/ha de cal, P como superfosfato triple, K como KCl, y Mg como MgSO, respectivamente. La fertilización anual de mantenimiento consistía en las mismas cantidades de las entradas excepto para la cal. La fertilización fue suspendida después de 1987.

Ganancias de peso anual para la mayoría de los pastos se han mantenido entre 500 y 600 kg/ha/año (Figura 9). Estos son niveles de productividad favorables cuando se compara con 100 kg/ha/año para pastos no mejorados. Ha habido una considerable variación en la proporciones gramineas/leguminosas de las asociaciones durante el período de pastoreo (Cuadro 20). El monocultivo de Centrosema pubescens 438 se estableció inicialmente en asociación con Andropogon gayanus, pero después del primer año de continuo pastoreo la leguminosa predomino. Sin embargo, esta leguminosa en monocultivo mantiene una buena producción animal y no presenta problemas con la infestación de malezas. En 1988, los pastos Brachiaria decumbens / Desmodium ovalifolium contó con una población pobre de leguminosas y bajas ganancias de peso de los animales, esto fue atribuido a la fotosensitividad. En años posteriores, sin embargo, la leguminosa incremento en 15% el total de materia seca y ganancia de peso del animal correspondiente a 329 kg/ha/año. Dos asociaciones P. máximum/P. phaseoloides, se suspendieron después del tercer año debido a la baja productividad animal y dificultades en el mantenimiento de balances apropiados de la mezcla gramínea/leguminosas.

Las interacciones entre las propiedades químicas del suelo y la composición de las pasturas, y sus potenciales consecuencias sobre los desequilibrios de gramineas/leguminosas son asociaciones ilustrado con ganancias de peso vivo de repeticiones para la asociación A. gayanus / C. macrocarpum (Figura 10). La dominancia de la leguminosa en la repeticion 2 se asoció con una menor saturación de Al, el 38 al 60% durante 1987-1989 en oposición al 74 a 76% para el mismo período en la repetición I. En esta pastura, en la cual una preferencia animal por el pasto se traduce en ganancias superiores de peso vivo para la repetición I que está dominada por las gramineas. La preferencia animal por las

gramíneas y las condiciones del suelo favorecen la dominancia de la leguminosa, eventualmente puede conducir a un monocultivo de C. macrocarpum en la repeticion 2.

Este ensayo de pastoreo a largo plazo proporciona varias opciones de leguminosas y gramíneas para suelos ácidos, Ultisoles infértiles. Con insumos mínimos de fertilizantes y la gestión adecuada de pastoreo, las ganancias anuales de peso vivo relativas a los pastos no mejorados pueden aumentar cuatro veces. Las dificultades siguen siendo, sin embargo, para mantener un equilibrio adecuado de gramíneas y leguminosas con el tiempo. Los resultados favorables de los monocultivos de leguminosas de pastoreo podrían aplicarse en sistemas agroforestales donde se utiliza la leguminosa como cobertura del suelo.

Castilla (1992), evaluo densidades de 0, 3.3, 6.6, y 8.3 animales/ha en una pastura B. humidicola / D. ovalifolium de 4 años de edad. Las tres cargas últimas representan condiciones de baja, adecuadas y sobrepastoreo, respectivamente. Análisis de muestras de suelo en varias ocasiones durante el estudio mostró que la mayoría de las bases intercambiables, el total de C y P disponible se concentraron en la profundidad de 0-5 cm. La densidad aparente a la profundidad de 0-10 cm se redujo con el tiempo para 0 y 3,3 animales/ha de dosis media (Figura 11). Dentro de un período de 18 meses, la densidad aparente disminuyó 0,10 Mg/m3 cuando los animales estaban ausentes, y 0,05 Mg/m3 en la carga baja. Estas reducciones se atribuyen a la ausencia o reduccion del pisoteo animal, mayor crecimiento de las raíces, y las mayores poblaciones de lombrices. Sortividad, una medida de la capacidad del agua para infiltrarse al principio del suelo en el proceso de infiltración, fue dos veces mayor para el tratamiento sin animales en comparación con los tres tratamientos con los animales presentes. Capacidad de almacenamiento del agua disponible disminuye a medida que aumenta la carga animal y, a la tasa media más alta, el suelo tiende a secarse más rápidamente durante los períodos secos. Gramineas en todos los tratamientos de tasa media que extraen agua de la profundidad de 50 cm durante los períodos secos. Estos resultados fueron inesperados, y sugieren que la capacidad de recuperación de las asociaciones suelo-pastos de la Amazonía es lo suficiente para recuperar de la degradación resultante de sobrepastoreo.

VI. La extrapolación a los Oxisoles

La investigación en Yurimaguas mostró que la efectiva rotación de cultivos y la aplicación juiciosa de cal y fertilizantes fueron claves para los cultivos continuos mecanizados. Con buen crecimiento del cultivo y adecuada cal, fertilizantes y mecanización se mejoraron las propiedades del suelo con el tiempo. El principal objetivo de la investigación en Manaus (Brasil) fue para determinar el grado en que las recomendaciones de cal y fertilizantes elaborados para Ultisoles en Yurimaguas cambiarían cuando el cultivo continuo fuese practicado en los Oxisoles arcillosos, que son la mayoría en la Amazonia central.

Nosotros anticipamos que la naturaleza de la rotación de cultivos y las propiedades del suelo de un sitio específico influirían en la cantidad, frecuencia y sincronización de la aportación de cal y fertilizantes. Una evaluación combinada de estos factores implicó un diseño experimental que anticipa cambios en los insumos necesarios a través del tiempo sin variación espacial de confusión en las propiedades del suelo resultantes de la tala de bosques por diferentes métodos o diferentes años.

Un experimento a largo plazo se inició en Manaus en 1981 (Cravo y Smyth, 1991). La vegetación primaria del bosque fue cortada, dejada a secar por tres meses, y quemada al final de la estación seca anual (<100 mm precipitación mensual). La vegetación sin quemar fue removida manualmente y el campo fue arado antes de la siembra del cultivo inicial. El contenido de nutrientes de la ceniza es mostrado en la tabla 4. Los cambios en las propiedades químicas del suelo tras la incorporación de la ceniza se muestran en la tabla 21 mediante la comparación de los análisis de suelo para las muestras de suelo superficial tomadas antes y después de la quema.

El experimento contenía 35 tratamientos con cuatro repeticiones en un diseño en bloques completamente al azar. Además de un control absoluto (ni fertilizantes ni cal), las respuestas del cultivo a N, P, K, S, Mg, Cu, B, Mn, Zn, y cal fueron evaluados individualmente en 3 o 4 tratamientos con incrementos en las dosis de cada nutriente. Los tratamientos para cada nutriente no se iniciaron hasta que el análisis de suelo y plantas a partir de cultivos anteriores y los rendimientos sugirieron que una deficiencia de nutrientes en particular era probable que se produzca. Una vez que se obtuvo una respuesta del rendimiento en un determinado nutriente o de cal, se añade a todos los otros tratamientos (excepto el control absoluto) para evitar confusión del comportamiento del cultivo en los tratamientos individuales con limitaciones en otros nutrientes. Las dosis de fertilizantes en aplicaciones generales fueron ajustadas para cada cultivo, en base al comportamiento del cultivo anterior en los tratamientos para cada nutriente.

La secuencia del cultivo y los tratamientos de fertilizante y cal se iniciados durante los ocho años de cultivo continuo se muestran en la tabla 22. Los tres tratamientos para cada uno de nitrógeno y fósforo se iniciaron con el primer cultivo, debido a las necesidades de nitrógeno son difíciles de evaluar sin datos la respuesta de los cultivos locales, y los datos de absorción de fósforo sugirieron una respuesta de los cultivos inmediata a este elemento. El fósforo se aplicó de manera uniforme a todas las parcelas que quedaron antes de la plantación del cultivo de soya posterior. Similarmente, el potasio y la cal fueron uniformemente aplicados a todos los tratamientos después de obtener respuestas significantes en los rendimientos en los cultivos 2 y 3, respectivamente. Las respuestas de cobre han sido esporádicas y no están asociadas con ningún cultivo específico en la rotación. Sin embargo, el cobre se incluyó en las aplicaciones generales de fertilizantes para la primera cosecha de maíz para evitar la posible interacción con otros nutrientes bajo evaluación. Las restricciones del molibdeno potencial fueron evitadas con aplicaciones de 20 g/ha para el primer cultivo de soya y para el quinto cultivo de frijol caupí.

Las pérdidas del azufre potencial durante la tala de bosques por la quema y la evitación de fertilizante sulfurado cuando se aplicaba nitrógeno, fósforo y potasio sugirieron un posible agotamiento rápido de reservas del suelo para este nutriente. Aunque los tratamientos de azufre y los nutrientes restantes se iniciaron después del segundo año de cultivo, no se obtuvieron respuestas significativas en el rendimiento de los cultivos subsiguientes. Durante las dos últimas cosechas de frijol, respuestas del rendimiento al magnesio se remonta a los desequilibrios causados por la acumulación de potasio en el suelo. Del mismo modo, las deficiencias de manganeso en las legumbres han ocurridos sólo con sobre encalado a la tasa más alta de cal.

Los rendimientos de grano acumulativos para 17 cultivos consecutivos con tasas variables de fósforo, potasio, y la cal se comparan en la figura 12 a rendimientos sin cal ni fertilizantes. Los aportes

constantes adicionales para todos los tratamientos fertilizados fueron de 634 kg de nitrógeno por hectárea y 1 kg de cobre por hectárea. Los rendimientos máximos en Manaus fueron similares a aquellos reportados para el tratamiento completo de cal y fertilizante en el Ultisol de Yurimaguas. Sin fertilizante ni cal, el rendimiento total para los 17 cultivos fue de 1.7 ton/ha. La importancia de la cal es ejemplificada por las comparaciones en rendimientos entre 0, 2 y 4 toneladas de cal por hectárea y niveles fijados de fósforo y potasio. A través de estos rendimientos acumulados de dosis de cal se incrementó de 8.5 a 32.5 ton/ha. Los tratamientos con 3 ton/ha de cal recibieron una aplicación inicial de cal de 2 ton/ha en el primer cultivo de maíz, seguido por 1 ton/ha in el quinto cultivo de maíz cuando los efectos residuales de la primera aplicación comenzaron a declinar.

CONCLUSIONES

La investigación de la naturaleza a “largo plazo” con colaboradores en Yurimaguas y Manaus fue para abordar problemas en el manejo del suelo que ellos evolucionaron con el tiempo por uso continuo del suelo, en lugar de hacer comparaciones en el tiempo entre un conjunto predeterminado de tratamientos. Los resultados de 20 años continuos de investigación en la Amazonía indicaron que favorables rendimientos de los cultivos y las propiedades del suelo se mantuvieron en cultivos continuos mecanizados a condición de que los cultivos se cultiven en rotación, con ingresos de cal y fertilizantes en base a frecuentes análisis del suelo, y las prácticas de labranza se establecen sobre la base de las propiedades del suelo. No hay una recomendación particular de cal y fertilizante que se puedan aplicar fácilmente a los Ultisoles y Oxisoles en toda la Amazonía sin ajustes para las condiciones específicas de cada sitio. Los suelos pueden ser severamente dañados por el uso incorrecto de técnicas mecanizadas de desbroce de terrenos. Los requerimientos de manejo para mantener buenas propiedades físicas en Ultisoles arenosos son similares a los reportados para otras regiones del mundo.

Un componente central para el desarrollo de mejores prácticas de uso de la tierra con insumos de cal y fertilizantes en Ultisoles y Oxisoles fue la selección de germoplasma tolerante a la acidez. A pesar de la rotación de cultivos, con dicho germoplasma se puede prolongar el uso del suelo por agricultores migratorios, los cultivos a largo plazo están limitado por el aumento de los problemas con el manejo de malezas y la necesidad de reponer los nutrientes exportados en cosechas de cereales de la limitada reserva del suelo. También serán necesarias las aportaciones de nutrientes externos para sostener rendimientos en el cultivo en franjas continuas porque los árboles y cultivos compiten por las limitadas reservas del suelo. Se necesitan estudios adicionales sobre la selección de árboles capaces de explotar las reservas de nutrientes del suelo que no son accesibles a los cultivos, por lo tanto, enriquecer el balance de nutrientes disponibles para el sistema en suelos ácidos. A pesar de las limitaciones existentes, cultivos en franjas pueden ser particularmente útiles en la reducción de la escorrentía y los riesgos de erosión en laderas. Aunque la productividad animal fue significativamente superior en los ensayos de pastoreo a largo plazo con las asociaciones de gramíneas y leguminosas seleccionadas, sigue habiendo dudas en cuanto a las proporciones adecuadas de gramíneas y leguminosas en la pastura, y en las prácticas de manejo que favorezcan la persistencia de las leguminosas.

El conocimiento adquirido a través de la investigación a largo plazo en los Ultisoles y Oxisoles en la Amazonía ha proveído de conceptos básicos para varias alternativas de uso de la tierra a la agricultura migratoria. La adecuación de estas opciones de gestión de la tierra para un determinado conjunto de

restricciones del suelo y las condiciones ecológicas y socio-económico supondría una comparación sistemática de los resultados agronómicos y económicos en condiciones en que los efectos temporales no se confunden con la variabilidad espacial de las propiedades del suelo. Dado el número limitado de estos estudios, este sería un paso lógico hacia el desarrollo de alternativas de manejo de tierras fácilmente accesibles.