CARACTERIZACIÓN
DE SUELOS EN ÁREAS PRODUCTIVAS
DE
LA REGIÓN DE AZUERO-PANAMÁ[1]
José Ezequiel Villarreal-Núñez[2]; Iván Alexis Ramos-Zachrisson[3]
RESUMEN
El objetivo del trabajo fue caracterizar las
propiedades físico-químicas de los suelos de áreas productivas de la región de
Azuero-Panamá, con la finalidad de elaborar mapas digitales que sirvan de apoyo
para la toma de decisiones por expertos. El estudio se realizó desde el año
2015 hasta el 2018 en las provincias de Herrera y Los Santos. Se procedió con
el muestreo georreferenciado de suelos entre 0 y 2 m de profundidad del perfil,
una calicata cada 25 km2, en un área total de 6150 km2.
Las muestras fueron analizadas en el Laboratorio de Suelos del Instituto de
Innovación Agropecuaria de Panamá (IDIAP), donde se procedió con el análisis de
textura, pH, contenido de macro y micronutrientes, materia orgánica, capacidad
de intercambio catiónico (CIC) y porcentaje (%) de saturación de aluminio. Los
mapas se elaboraron por medio del programa Quantum GIS 2.8.2., considerando los
niveles críticos definidos por el IDIAP en 1987. Se elaboró una base de datos
con los resultados de los análisis fisicoquímicos de los suelos de los 262
perfiles muestreados y sus coordenadas georreferenciadas en el terreno. Se
obtuvieron mapas para 12 propiedades de suelo. Se determinó la variabilidad en
el contenido de arcilla desde 4% en Potuga-Parita, provincia de Herrera, hasta
>50% en Nalú-Guararé, provincia de Los Santos. En Herrera, el 51% de los
suelos tienen pH < 5,0 y 36% saturación de aluminio >25%. En Los Santos
el 36% tenían pH entre 5,6 y 5,9 y 11% alta saturación de aluminio. Con
excepción de la composición textural, las propiedades de los suelos en ambas
provincias están siendo muy influenciadas por el manejo dado al suelo.
Palabras clave: Base de datos, calicatas, mapeo digital de
suelos, propiedades del suelo, sistemas de información geográfica.
CHARACTERIZATION OF SOILS IN PRODUCTIVE AREAS
OF THE REGION OF AZUERO-PANAMA
ABSTRACT
The aim of the work was to
characterize the physical-chemical properties of the soils of productive areas
of the Azuero-Panama region, with the purpose of elaborating digital maps that
serve as support for decision-making by experts. The study was carried out since
the year 2015 until 2018 in the provinces of Herrera and Los Santos. The
georeferenced sampling of soils between 0 and 2 m depth of the profile was
carried out, one trial pit every 25 km2, in a total area of 6,150 km2.
The samples were analyzed in the Instituto de Innovación Agropecuaria de Panamá
(IDIAP) Soils Laboratory, where texture, pH, macro and micronutrient content,
organic matter, cation exchange capacity (CEC), aluminium saturation percentage
(%) were analyzed. The maps were prepared using the Quantum GIS 2.8.2 program,
considering the critical levels defined by the IDIAP in 1987. A database was
prepared with the results of the physicochemical analyzes of the soils of the
262 sampled profiles and their georeferenced coordinates in the field. Maps for
12 soil properties were obtained. Great variability in clay content was
determined from 4% in Potuga-Parita, province of Herrera, to >50% in Nalú-Guararé,
province of Los Santos. In Herrera, 51% of the soils have pH < 5.0 and 36%
have aluminum saturation >25%. In Los Santos, 36% had a pH between 5.6 and
5.9 and 11% high aluminum saturation. With the exception of the textural
composition, the properties of the soils in both provinces are being greatly
influenced by the management given to the soil.
Keywords: Database, digital soil mapping, geographic information systems, soil
properties, trial pit.
INTRODUCCIÓN
El suelo es la parte más
crucial de nuestro ecosistema y su funcionamiento en términos de producción de
cultivos, filtración de agua, alojamiento y mantenimiento de la biodiversidad
del suelo, secuestro y almacenamiento de carbono atmosférico, así como la
producción de biomasa (Marion et al., 2022). Las funciones del suelo, a su vez,
dependen de las propiedades del suelo, como la capacidad de retención de agua,
los nutrientes disponibles, el contenido de materia orgánica del suelo, reserva
de carbono, entre otros, que pueden ser representados por mapas de suelos
(Adhikari y Hartemink, 2016).
La necesidad de conocer la distribución geográfica de los suelos y de
aprovechar este recurso en las actividades humanas, agrícolas y ganaderas ha
impulsado una gran cantidad de investigaciones y metodologías para desarrollar
estudios, análisis y sistemas predictivos de suelos. En las últimas décadas y
con el auge de las tecnologías de la información y la comunicación (TIC), se ha
impulsado el desarrollo y la utilización de nuevas tecnologías que permiten
capturar datos espaciales, es decir, datos de una variable regionalizada
o asociados a una localización en el espacio creando una serie de mapas
digitales, unidos a una base de datos georreferenciada, que contiene toda
aquella información referente a las propiedades de los suelos bajo estudio
(Córdoba et al., 2016).
La característica más
importante de la realización de un inventario del suelo como recurso, es
determinar el patrón de cobertura de cada suelo (Mendez y Bertsch, 2012) para
así caracterizarlo y presentarlo de una manera entendible a todos sus usuarios,
para poder realizar predicciones numerosas, precisas y útiles para propósitos
específicos, que permitan el uso adecuado del suelo según la caracterización de
estos. Además, el manejo sostenible del suelo debe ser el principio rector
tanto para la investigación como para el manejo del suelo caracterizado
(Amundson et al., 2015).
El mapeo de suelos convencional ya no es capaz de
producir suficientes datos, por ejemplo, para proporcionar entrada de datos
físicos y químicos dentro de modelos de procesos hidrológicos y ecológicos,
para producir mapas que ayuden en la toma de decisiones de autoridades,
terratenientes o agricultores (Scull et al., 2003) o para apoyar el mapeo o modelado
de procesos del suelo que están determinados por flujos de agua, nutrientes,
carbono o energía dentro de los suelos (Arrouays et al., 2017; Hengl et al.,
2014).
Un Sistema de Información
Geográfica (SIG), es un conjunto de elemento físicos y lógicos, de personas y
metodologías, que interactúan de manera organizada, para adquirir, almacenar y
procesar datos georreferenciados, para luego producir información útil en la
toma de decisiones (Radilla, 2008; Mazundar, 2008; Villarreal y Ramos, 2024).
Hoy, la información precisa
del suelo con alta resolución espacial tiene una gran demanda por parte de
varias partes interesadas, incluido los científicos del suelo, planificadores
del uso de la tierra, administradores ambientales y administradores de tierras
agrícolas. Los levantamientos de suelo tradicional delinean manualmente
unidades discretas de suelo de tipo vectorial que son difíciles de actualizar,
ya que existe la necesidad de repetir todo el procedimiento de producción que,
en parte, es subjetivo y basado en el conocimiento experto (Adhikari y
Hartemink, 2016).
Este método tradicional
también requiere numerosas muestras de suelo y, por lo tanto, es costoso y
requiere mucho tiempo. Aunque sea clásico los levantamientos de suelos son un
prerrequisito fundamental para el mapeo digital de suelos (DSM por sus siglas
en inglés), este último permite superar algunas limitaciones de los métodos
clásicos utilizando métodos disponibles, información ambiental auxiliar
distribuida espacialmente y SIG (Adeniyi et al., 2023).
Los mapas de fertilidad de suelo son una herramienta básica para una
futura zonificación de cultivos. Permiten seleccionar zonas que presentan
suelos con características adecuadas para un determinado cultivo
complementariamente con información como el clima, topografía, uso actual del
suelo, rendimiento, entre otros (Villarreal, 2018).
El Instituto de Investigación Agropecuaria de Panamá (IDIAP, 2006,
Villarreal et al., 2013) publicó el documento titulado “Zonificación de Suelos
por Niveles de Nutrientes”. En donde fueron presentados y entregados al sector
agropecuario un total de 15 mapas zonificando el país basado en niveles
críticos de diversos elementos en el suelo. Para ello, se utilizó los
resultados de los análisis de suelos contenidos en la base de datos del
Laboratorio de Suelos que comprendían más de 100,000 muestras de suelos, de las
cuales, 19,100 contaban con sus respectivas coordenadas.
Estos mapas fueron confeccionados utilizando una
escala de 1:2,000,000; por lo que su empleo para la toma de decisiones está un
poco limitado. Además, los muestreos se realizaron tomando en cuenta únicamente
la capa arable del suelo y no brindan ninguna información sobre el
comportamiento de las variables a lo largo del perfil (Villarreal et al.,
2013).
La Autoridad Nacional del Ambiente (ANAM, 2009), publicó el “Atlas de
las Tierras Secas y Degradadas de Panamá” en donde establece que el 27% del
territorio nacional se encuentra en esa situación y que en la misma viven cerca
de medio millón de personas. Este territorio comprende el Arco Seco Panameño,
localizado en la vertiente del Pacífico y que comprende desde San Carlos en la
provincia de Panamá Oeste hasta Pedasí, en la provincia de Los Santos, cerca
del 30% del territorio de la península de Azuero está comprendida dentro del
llamado Arco Seco de Panamá. Esto obliga a conocer mejor las propiedades de
estos suelos para lograr su mejor uso y aprovechamiento del
agua.
El objetivo del trabajo fue caracterizar las propiedades físico-químicas
de los suelos de áreas productivas de la región de Azuero, provincias de
Herrera y Los Santos en la República de Panamá, para permitir elaborar mapas
digitales que sirvan de apoyo para la toma de decisiones por expertos.
MATERIALES Y MÉTODOS
El estudio se realizó en
fincas de productores de las provincias de Herrera y Los Santos, República de
Panamá, que abarcan un territorio de 6150 km2, ubicados entre los
8°06´55 de latitud Norte y 80°57´24 de longitud Oeste.
Se procedió al muestreo
georreferenciado de suelos entre 0 y 2 m de profundidad del perfil, siguiendo
la metodología utilizada por el IDIAP (Departamento
de Agricultura de los Estados Unidos – Servicio de Conservación de Recursos
Naturales [USDA-NRCS], 2010; IUSS-WRB, 2015), tratando de realizarla
según uso del suelo y por cuenca hidrográfica. La densidad del muestreo se
decidió luego de estudiar las fotografías aéreas de la región y de los
polígonos que contenían suelos homogéneos.
El muestreo se realizó
aleatoriamente en fincas localizadas, aproximadamente, cada 25 km2
(5 km x 5 km). En cada sitio de muestreo, se elaboró una calicata o cajuela de
hasta 2 m de profundidad, dependiendo de la profundidad del suelo. Se tomaron
muestras en los diferentes horizontes presentes, tratando de uniformizar entre
0 y 20 cm; 20 y 60 cm, 60 y 100 cm y más de 100 cm. En cada uno de estos se tomó una muestra representativa para
la elaboración de mapas con una escala de 1:250,000 (Figura 1).
Las muestras colectadas
fueron llevadas al Laboratorio de Fertilidad de Suelos del IDIAP, donde se
procedió al análisis físico-químico de sus propiedades. Se midió el pH relación
suelo:agua (1:2,5), textura del suelo (Bouyoucos), concentración de macro y
micronutrientes (extraídos con Mehlich 1), materia orgánica (Walkley-Black),
capacidad de intercambio catiónico (CIC) (acetato de amonio pH 7), Ca, Mg y Al
extraíbles (KCl 1N), según metodología descrita por Teixeira et al. (2017).
En la elaboración de los
mapas se utilizaron los niveles críticos definidos en el Laboratorio de Suelos
del IDIAP mediante experimentos realizados en suelos de todo el país (Name y
Cordero, 1987). Para la manipulación, procesamiento, análisis y visualización
de los datos se utilizó el programa de libre acceso Quantum GIS 2.8.2. Se
utilizó el método de interpolación inversa a la distancia (IDW por sus siglas
en inglés).
Además, se creó una base de
datos con todos los resultados de los análisis de las propiedades
fisicoquímicas muestras de suelo de las 262 calicatas y las respectivas
coordenadas georreferenciadas en el terreno.
Se elaboraron mapas
digitales para 14 propiedades del suelo en cuatro profundidades distintas. Se
realizaron correlaciones de Pearson entre las principales propiedades del
suelo.
RESULTADOS
Y DISCUSIÓN
Se elaboró una base de datos conteniendo los
resultados de los análisis fisicoquímicos de los 262 perfiles de suelos
caracterizados y sus coordenadas UTM. 162 calicatas elaboradas en la provincia
de Los Santos y 100 en Herrera. Ejemplo resumido de esta base de datos se puede
observar en el Cuadro 1. Según Pacciorett et al. (2020), diversos
métodos de muestreo pueden ser usados para caracterizar sitios en estudios
regionales. En este trabajo se extrajeron muestras a partir de las cuales se
ajustaron modelos de regresión para explicar la variabilidad de una
característica de interés en función de propiedades edáficas de los sitios
muestreados. En términos generales, el muestreo de sitios en la ciencia de
suelos puede orientarse hacia la recolección de datos con dos fines; el de
estimar valores promedios poblacionales de una propiedad de interés, o de
utilizar las muestras de valores en sitios no muestreados (modelos
espacialmente explícitos).
Los mapas elaborados para
14 propiedades del suelo en cuatro profundidades distintas, reflejan que, con
excepción de la composición textural, éstas son muy influenciadas por el manejo
dado al suelo. Por ejemplo, tenemos: niveles de pH, contenido de P, K, Ca, Mg,
Fe, Cu, Zn, Mn, materia orgánica, porcentaje de saturación de Al, densidad
aparente del suelo.
Se observó variabilidad en el contenido de arcilla, desde 4% en
Potuga-Parita-provincia de Herrera, hasta 50% en Nalú-Guararé-provincia de Los
Santos (Figura 2), sobre todo a medida que se iba profundizando en el perfil
(61 – 100 cm). En Herrera, 51% de los suelos presentan pH < 5,0, mientras
que en Los Santos sólo el 36% tienen pH entre 5,6 y 5,9
(Figura 3). Es bueno mencionar que Herrera sólo mantiene el 3,5% de
cobertura boscosa y Los Santos únicamente el 7% (Ministerio de Ambiente,
Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura,
Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo, Programa de las Naciones
Unidas para el Medio Ambiente [ANAM-FAO-PNUD-PNUMA], 2015), este factor puede
haber influido mucho en la pérdida de la capa fértil de los suelos y la
degradación de esta propiedad.
En Herrera se encontró que el 36% de sus suelos presentaban Saturación
de Al > 25%, cuando la profundidad era mayor de 21 cm, alcanzando más del
60% en profundidades mayores de 100 cm, lo que convierte estos suelos en poco
aptos para cultivos con baja tolerancia a la toxicidad por Al. En Los Santos
únicamente 11% tenían alta saturación de Al (Figura 4).
El contenido de materia orgánica es bajo en ambas provincias. Se observa
en la Figura 5 que en la región de Tonosí se pueden encontrar zonas con valores
medios de contenido de materia orgánica (2,1% a 6,0%), pero en ningún punto se
lograron obtener valores altos (> 6,1%). El manejo inadecuado de los suelos,
aunado a prácticas como la quema y deforestación que traen como consecuencia la
erosión y pérdida de la capa arable ha agravado esta situación en ambas
provincias.
Como es característico en suelos tropicales el contenido de fósforo
disponible (Figura 6) es muy bajo o casi nulo en todos los suelos pues, gran
parte del fósforo se encuentra fijado o adsorbido en los cristales de las
arcillas caolinita y haloisita, las más comunes en la región (Jaramillo, 1991),
óxidos de hierro y aluminio, favorecido por el pH ácido de los suelos. Sólo una
pequeña región en Tonosí presenta niveles medios de fósforo disponible, lo que
concuerda con los mapas de fertilidad elaborados a nivel nacional por Villarreal
et al., 2013; y Villarreal et al., 2017.
Igualmente, se observa que el contenido de fósforo disponible disminuye
a medida que se va profundizando en el perfil del suelo.
El contenido de potasio (Figura 7), calcio (Figura 8), magnesio (Figura
9) y zinc (Figuras 10) se concentró básicamente en los primeros 20 cm del
perfil del suelo en todos los sitios estudiados, por esta razón solo se
presenta los mapas correspondientes a esta profundidad. Sin embargo, es notorio
que en muchos sitios dentro de Arco Seco y en el distrito de Tonosí se pueden
encontrar niveles medios y altos de potasio, calcio y magnesio.
En el caso del potasio (Figura 7), ambas provincias presentaron suelos
con niveles medios (44 a 151 mg.kg-1) incluso muchos
suelos con alto contenido de potasio en la zona de Arco Seco, igualmente en el
área de Cacao, Guánico, Cambutal en Tonosí.
El calcio presentó un nivel medio y alto en las dos provincias. Se
observa en la Figura 8 que cerca de un 50% de los suelos de la provincia de Los
Santos presentan concentraciones altas de calcio, lo que explica los niveles
elevados de pH en estos suelos.
En la provincia de Los Santos se concentra especialmente al suroeste de
ésta, además en los distritos de Guararé, Las Tablas, y en el distrito de Los Santos
en zonas cercanas a La Espigadilla, Agua Buena y San Agustín. En la provincia
de Herrera los distritos de Chitré, Parita y Santa María presentan niveles
altos de calcio. Solamente en las zonas con mayor elevación sobre el nivel de
mar (El Montuoso, Las Minas) se observan sitios con bajos niveles de Ca
coincidiendo con los suelos más ácidos de la región.
Para el magnesio (Figura 9), ambas provincias presentan suelos con
elevado contenido de magnesio intercambiable. Con excepción de los suelos del
distrito de Las Minas y parte de Los Pozos, en Herrera, parte norte del
distrito de Macaracas, Guararé, Pocrí, parte de Pedasí y la zona de la serranía
del Canajagua en la provincia de Los Santos, el resto presenta elevado
contenido de magnesio.
El zinc es un nutriente escaso en 90% de los suelos de Panamá
(Villarreal et al., 2013). Se observa en la Figura 10 que ambas provincias
presentan la misma tendencia que a nivel nacional, concentrando los niveles
medios de zinc en la región de Tonosí donde abundan los suelos del orden
vertisol con mayor contenido de materia orgánica (Villarreal et al., 2017).
Se realizaron correlaciones de
Pearson entre algunas de las principales propiedades de los suelos de la región
de Azuero, encontrando que había correlaciones altamente significativas entre
algunas propiedades como, por ejemplo: correlación negativa entre el porcentaje
de saturación de bases y porcentaje de saturación de aluminio. Igualmente,
negativa entre porcentaje de saturación de aluminio con pH; positivas entre
contenido de arcilla y materia orgánica, contenido de arcilla y porcentaje de
saturación de bases, pH con la CIC.
Esto viene a demostrar la importancia que se le debe dar al manejo
sostenible del suelo para mejorar estas propiedades que son interdependientes,
ya que, si una se deteriora provoca la degradación de otras, afectando la
fertilidad del suelo.
CONCLUSIONES
·
Gran parte de la región de Azuero conocida
como el Arco Seco de panamá, presenta suelos de mediana fertilidad, pero debido
al manejo inadecuado al que está sometido se están degradando sus propiedades,
aumentando en algunas regiones la alta saturación de aluminio.
·
Las zonas altas presentan en su mayoría suelos
ácidos y elevada rococidad, siendo estos factores favorables para mantenerlos
bajo una cobertura forestal.
·
El bajo contenido de materia orgánica de los
suelos de la región de Azuero podría comprometer la sostenibilidad de la
producción y acelerar su degradación.
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