Hace tiempo, en abril de 2004, cuando finalizaba mis estudios en ingeniería industrial en Pasto, una tarde fui invitado por mi compañero y amigo, José Castillo, a visitar en su casa, al Ingeniero Agrónomo Benjamín Sañudo; un hombre adoptado por el seno místico de la tierra y por la magia poderosa de la ciencia, que en medio de un acre olor a libros y lana vieja, nos describía con palabras que hilaban emoción con preocupación su intención de iniciar un experimento probando algunas técnicas para recuperar la utilidad de los suelos “encalichados" de la finca del señor Jesús Acosta, que se extiende atravesando la falda volcánica del Galeras, en la vereda de Arguello en el municipio de Consacá en Nariño.
Don Benjamín había observado que muchas fincas habían perdido la mayoría de su valioso, negro y fértil suelo orgánico superficial, dejando en amplios sectores de la vereda, una lánguida capa de suelo que se desvanece al viento y a la lluvia aferrada a las raíces del kikuyo que se deposita sobre una dura y profunda capa de estéril caliche para cualquier tratamiento agrícola convencional.
Este problema inspiró al Dr. Sañudo para imaginar, que tal vez, una herramienta mecánica asociada a un proceso de restauración le permitiría “surcar" la capa de caliche y depositar en su interior un sustrato orgánico para que funcione a modo de un suelo nuevo y sembrar en él plantas económicamente productivas, ecológicamente pertinentes y agronómicamente aptas a estas nuevas condiciones.
Entonces se inició una investigación para diseñar la herramienta del imaginario de Benjamín Sañudo. Surgió la necesidad de revisar las experiencias que sobre cultivos en terrenos yermos se habrían realizado en Arizona, el desierto del Néguev y en varios campos de África, Asia y América. Lo que aparentara ser tan solo un problema mecánico, se transformó en la búsqueda de una solución inmersa en un complejo escenario que involucró a la problemática de los suelos, a la transferencia tecnológica con efecto cultural, a la ecologización de la labranza, al diseño mecánico y a la recuperación de la producción agrícola; todo ello debido a que es fundamental, que al incorporar a la cadena de la producción agrícola nuevas tecnologías, estas no deben responden solo a deseos productivos; es fundamental tener en cuenta sus relaciones con el medio agroecológico además de su compatibilidad social y tecnológica.
Para exponer esta interesante temática se han elaborado una serie de artículos, que se seguirán publicando en la “sala del conocimiento" de la Universidad Cooperativa de Colombia y de los cuales, el presente documento, corresponde a la tercera entrega de lo que a partir de ahora llamaremos “Serie ingenio sostenible". Nuestra primera publicación se tituló “Reflexiones sobre agroecología industrial" (2018), que expuso la visión y alternativas que ofrece la agroecología en la producción industrial de alimentos, la segunda entrega fue “Ingeniería Naturalística, impacto sostenible de bajo costo" (2020).
Los siguientes cinco artículos de la serie se dedicarán a exponer las temáticas relacionadas con algunos aspectos importantes sobre el suelo, sus características y clasificación desde el punto de vista de la agricultura y de la ingeniería; luego se hablará sobre el caliche, la presencia de caliche en los suelos, su orogénesis, su comportamiento mecánico como material presente en el suelo y sujeto directo del tratamiento; sobre el proceso de diseño como método y estrategia, hoy con alta relevancia en la transformación sostenible; se expondrán referentes sobre las máquinas agrícolas y finalmente se discutirá sobre la implicación sociológica de la transferencia de tecnología.
Ya de retorno al tema original de este tratado, que envuelve al problema del arado en caliche y de hacer productivos los territorios que han perdido o que no poseen un suelo apto para la agricultura, se ha hecho imposible evitar su asociación con el problema mundial de la erosión y la desertificación en muchas regiones, donde cuyos suelos, al haber sido sometidos a una serie de tratamientos agrícolas que involucraron el uso inadecuado de máquinas, o el uso de máquinas inadecuadas; han ido progresivamente siendo degenerados, exponiendo a la superficie las capas profundas de terreno poco fértil, provocando su ablandamiento y sometiéndolo a alteraciones físicas que sumados a las reacciones químicas propias del suelo, el aire, la humedad y el sol además del uso de diferentes sustancias químicas que lo han empobrecido debilitándolo y en muchos casos acelerando los procesos geológicos de alto impacto como la erosión.
La agricultura como medio de desarrollo en los desiertos:
Estados Unidos de América, Israel y Egipto, han demostrado la viabilidad de cultivar plantas en suelos de desierto, donde la infertilidad, la resequedad, la exposición directa al rigor de las condiciones climáticas e incluso en algunos casos al tratamiento inadecuado de los suelos, ha sido en buena parte resuelta con importantes casos que han decantado en plantaciones cultivadas con fines económicos y manteniéndose en muchos de ellos, proyectos experimentales.
… algunos casos:
El Ministerio de Asuntos Exteriores de Israel explica en su artículo “Agricultura en Israel: El Desafío del Desarrollo" (2003), que la iniciación de los procedimientos agrícolas en esa región implicó el tratamiento del terreno cultivable. Refiriéndose a los pioneros agrícolas israelíes en el desierto del Néguev, comenta: “Se despedregaron los campos y se construyeron terrazas en las regiones empinadas y se inició una campaña sistemática de reforestación; la erosión fue contenida y la tierra salobre fue lavada para reducir su salinidad" (Ministerio de Relaciones Exteriores de Israel, 2003).
El resultado de los esfuerzos mancomunados entre gobierno, agricultores y científicos ha sido una agricultura en expansión territorial, de alta productividad y gran diversidad cuyo crecimiento paso de 165.000 ha en 1948 a 435.000 ha en 2003, implicando con ello que las comunidades agrícolas también crecieran en número y en diversidad, pues pasaron de ser 400 comunidades agrícolas a 900 de las cuales 136 son poblados árabes.
Otros importantes aportes al desarrollo de cultivos en terrenos yermos son ofrecidos por el The Middle East Regional Cooperation Program MERC (Programa de Cooperación de las Regiones del Medio Oriente) que hace parte del proyecto MERC Project M24-004 denominado The Introduction of New Crops for de Arid and Saline Zones of Israel and Jordan, con importantes resultados en el cultivo de frutales y en particular de frutas exóticas (USAID, 2021).
En los Estados Unidos de América se realizaron estudios promovidos por la Universidad de California, a través de su Agricultural Research Institute for Desert ARID, que publica planteamientos sobre la situación de zonas de desierto o desertificadas por diversos factores y que son susceptibles de ser nuevamente aprovechadas en agricultura (UNIVERSITY OF CALIFORNIA, 2022).
La FAO publica en su sala de prensa en línea un artículo en el cual explica los beneficios de la agricultura de conservación para detener el crecimiento de los desiertos y la formación de nuevos. Incluso sostiene que la agricultura de conservación es un medio mediante el cual es posible la agricultura en los desiertos (FAO, 2002).
El gobierno de Egipto ha creado desde 1950 el Desert Research Center DRC en un esfuerzo para implementar soluciones de desarrollo en el desierto y en el delta del Nilo. Al DRC confluyen varias instituciones gubernamentales: Permanent Council for National Production, National Research Center, General Agency for Desert Rehabilitation, Ministry of Scientific Research, the Ministry of Land Reclamation y el Ministry of Agriculture and Land Reclamation.
El DRC se organiza en cuatro divisiones principales: Recursos de agua y suelos del desierto, ecología y agricultura, producción animal, y estudios socioeconómicos (DRC,2022).
The Neguev Foundation publica un artículo titulado: “Israel's need for desert agricultural innovation" (2020), donde se sostiene que para el logro de objetivos de desarrollo agrícola en el desierto del Néguev, es necesario un adecuado sistema de irrigación y conservación del agua. Para ello se hace necesaria la innovación tecnológica que debe vincular los esfuerzos comunes de científicos e ingenieros en la construcción de soluciones tecnológicas encaminadas al desarrollo.
Israel cuenta con muy poca agua dulce, pero posee grandes reservas subterráneas de agua salina la cual, los investigadores israelíes han experimentado su aplicación en la agricultura en el desierto concentrando sus esfuerzos en el desarrollo de tecnologías para la irrigación con cuerpos de agua salubre.
Avances de la agricultura en suelos de caliche.
Un cultivo experimental de maní en suelos de caliche de la región de Luboock en el Estado de Texas, Estados Unidos, permitió estudiar su viabilidad agrícola al implicar un tratamiento agronómico en el cultivo en combinación de un tratamiento a la excavación del caliche, lo cual involucró el aporte de soluciones de ingeniería para su arado, mantenimiento y riego (Texas Peaunts, 2016).
The Texas A&M University, a través del System Agricultural Research and Extension Center publica una serie de conexiones virtuales a través de las cuales es posible acceder a los diversos documentos institucionales en los que se describen las experiencias y las conclusiones obtenidas en cultivos experimentales, algunos realizados en suelos con caliche (Texas A&M Agrilife Research, 2022):
En uno de estos enlaces se expone el tratamiento aplicado a los suelos de caliche en un cultivo emparrado de tomates Solanum Lypcopersicum realizadas en la región de Lubbock en las planicies del oeste de Texas. (Wallas, French, & Porter, 2004).
La implantación del cultivo implicó una serie de etapas que iniciaron con la selección del terreno, luego la realización de un estudio del suelo que reveló la existencia de los materiales alcalinos, propios del caliche, cuya orogénesis es correspondiente a superficies calcáreas generalmente encontradas en las costas y fondos de antiguos lagos. Con base en esa información se estimó el tratamiento mecánico a dar al suelo, que implicó la remoción de la superficie hasta una profundidad de aproximadamente 12 pulgadas y haciendo el rompimiento de sus terrones con el fin de obtener una estructura granular homogénea para finalmente incorporar una proporción de entre 50 a 60 libras por cada 100 m2 de cultivo de materia orgánica a la que se le agregó musgo Sphagnum de la turba y que se enterró completamente a una profundidad de entre 6 y 12 pulgadas.
Otro aspecto muy importante en el tratamiento inicial del terreno fue la administración del riego antes del cultivo. Como se ha comentado, este experimento agrícola está dirigida a cultivar en desiertos, en particular con suelos de caliche y por tanto en zonas donde el riego es una importante necesidad agrícola donde, el requerimiento de agua disponible para uso de las plantas es mayor en los suelos magros arcillosos o con caliche que en suelos arenosos, sueltos o finos. Esto se debe a que los primeros retienen intersticialmente la humedad en sus poros, provocando una mayor cementación del suelo y por tanto no permitiendo que la planta tome el agua que necesita; de allí que en sistemas de riego directo sobre siembras hechas en caliche tratado, se debe aplicar una mayor cantidad de agua de entre 3.81 a 5.84 centímetros de agua por cada pie de profundidad de suelo tratado, mientras que para el suelo arenoso se requieren de 1.52 a 3.17 centímetros de agua por cada pie de profundidad de suelo (Porter, 2003).
Al respecto el Water Research Laboratory de la School of Civil and Environmental Engineering de The University of New South of Wales, en su documento 209, resume los resultados de sus observaciones sobre el comportamiento de la humedad en el territorio de Hudson al sur-este australiano donde existen grandes horizontes de caliche y arcilla; destacando la manera como tal comportamiento de las aguas superficiales y profundas contribuyen por diferentes procesos asociados al suelo, a configurar formas de erosión o de drenaje según sea el caso.
El comportamiento de la humedad y su relación con el suelo y la planta, depende de la textura del suelo, pues esta configura el medio que en el que ocurren con mayor o menor impacto, los diferentes fenómenos asociados con la humedad, de modo que en suelos duros de caliche, este comportamiento estará condicionado por una textura de grano fino, fuertemente cohesivo, que tiende a cementarse y a retener la humedad dificultando su drenaje un en estado saturado y alterando sus propiedades físicas dependiendo de su límite húmedo (UNSW, 2015).
En otro trabajo, The Cooperative Extensión of the University of Arizona a través del College of Agricultura and Life Sciences publicó un artículo titulado “Mananging Caliche in de Home Yard" (Walworth & Kelly, 2002) explica las características del suelo de caliche, su comportamiento como suelo agronómico y se sugiere un procedimiento de cultivo individual de plantas de jardín y de huerta concluyendo que la capa de caliche reduce la penetración del agua, causa una inadecuada aireación y una acumulación de sales de calcio; condiciones que reducen el vigor del crecimiento de la planta; igualmente reduce la penetración de las raíces restringiendo su normal desarrollo y la posibilidad de usar los nutrientes y el agua del suelo. El elevado pH asociado a los suelos de caliche, generalmente alcalino de entre 8 y 8.7 y la presencia de radicales libres de calcio provocan una deficiencia de hierro y de micronutrientes en la planta, manifestándose en ella un color amarillento verde pálido.
En el mismo documento, la Universidad de Arizona propone un procedimiento de seis etapas para el manejo del caliche en jardinería: Primero: excavar para remover el caliche del lugar donde se sembrará la planta y descartar el caliche sobrante: profundidad media de 70 cm; amplitud de 3 a 5 veces el diámetro de la raíz del cultivo; diámetro del drenaje 4 pulgadas. Segundo: reemplazar el caliche por tierra fértil mezclada con 1/3 de residuos de madera, musgo o turba preferiblemente. Evitar utilizar compost a base de estiércol. Tercero: excavar a los lados del hueco de caliche unos hoyos que sirvan para el drenaje del agua. Para probar el drenaje se llena con agua el hueco donde se sembrará la planta; si el nivel de agua desciende 4 pulgadas o más por cada cuatro horas, el drenaje es adecuado. Cuarto: rellenar el hueco en el caliche con la mezcla de suelo orgánico tratando de mantener una consistencia homogénea e incorporar la planta a sembrar. Quinto: cubrir con prado adulto la zona de caliche circundante a una distancia de ocho pulgadas del suelo fértil. Sexto: cubrir con paja y hojas la tierra fértil incorporada en el caliche.
Este procedimiento fue desarrollado en el año 1988 y se destaca en él dos condiciones importantes: La primera, el reemplazo absoluto del caliche por una mezcla de tierra fértil como suelo para el cultivo; y, la segunda, el diseño de un sistema de drenaje para el control de la humedad, la reactividad del suelo y su protección contra la erosión hídrica y eólica.
En la ilustración 1 se aprecia el perfil de la configuración del sistema de siembra en caliche propuesto por la Universidad de Arizona
Fuente: Este documento.
Otro trabajo similar a los anteriores es presentado por New Mexico Sate University Cooperative Extension Service que plantea una similar propuesta a la de La Universidad de Arizona y con similares conclusiones, pero adicionando algunas medidas, indicadas en la tabla 1, para los surcos y hoyos de caliche de acuerdo con los tamaños de las plantas que se deseen sembrar (2015).
Tabla 1: Dimensiones de los hoyos de siembra en caliche según el tamaño de las plantas.
Plantas
| Tamaño del Hoyo | |
| Profundidad (cm.) | Amplitud (cm.) |
Plantas pequeñas de Flores | 60 | 15 |
Pequeños arbustos | 90 | 60 |
Grandes Arbustos | 90 | 90 |
Pequeños Árboles | 150 | 180 |
Grandes Árboles | 180 | 240 |
Fuente: (New México State University, 2015)
En conclusión puede aceptarse que las hipótesis planteadas por el doctor Sañudo tienen una interesante perspectiva de ser verificadas ante la posibilidad de viabilizar cultivos exitosos en terrenos calichosos afectados por la erosión pues a través de ésta exploración de casos se ha podido determinar aspectos dimensionales importantes aportados por casos que describen descripciones y resultados exitosos en ciertos tipos de cultivos que se adaptaron a las condiciones de los tratamientos a que fueron sometidos.
En este sentido es pertinente mencionar que en la ruta de alcanzar la finalidad de este proceso investigativo cual es diseñar una herramienta para el arado de suelos duros de caliche, es pertinente, acto seguido, el estudio de la teoría y avances en el conocimiento de los suelos y del caliche, tema al cual se dedicará el siguiente artículo de esta serie Ingenio Sostenible para la Sala del Conocimiento de la Universidad Cooperativa de Colombia.
Bibliografía
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Autor:
MSc. Ricardo Ignacio Pereira Martínez.
Profesor en Ingeniería Industrial - Pasto