Artículo original
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Recepción: 20 Mayo 2019
Aprobación: 22 Febrero 2021
DOI: https://doi.org/10.21704/rea.v20i1.169
Resumen: Se realizó un estudio en las provincias de Guayas y Los Ríos (Ecuador), con el objetivo de caracterizar los sistemas de producción arrocero; uno en condiciones de salinidad en Yaguachi y otro sin problemas de salinización en el Cantón Babahoyo. Se elaboraron indicadores económicos, sociales y ecológicos, adecuados a los sistemas arroceros bajo estudio para determinar el nivel de sustentabilidad. La evaluación, mediante indicadores, permitió detectar de forma objetiva puntos críticos en estas localidades que afectan la sustentabilidad. En el aspecto ambiental, el indicador salinidad, fue calificado de nivel medio a alto riesgo, el indicador aplicación de agroquímicos, caracterizado por el uso intensivo de plaguicidas y fertilizantes es el que afecta más negativamente la sustentabilidad, especialmente, del sistema arrocero Yaguachi. En la dimensión económica, el indicador sistema de monocultivo que genera pérdidas de ingresos adicionales y la falta de diversidad de productos utilizados para la venta y la alimentación afectan en forma negativa a los dos sistemas de producción arroceros. En el aspecto social, los indicadores que contribuyen a una mayor sustentabilidad fueron la calidad de vivienda, grado de satisfacción y relaciones con otros miembros de la comunidad. Los Índices de Sustentabilidad General para los dos sistemas de producción arrocero en Yaguachi y Babahoyo, fueron 1.92 y 2.12, respectivamente.
Palabras clave: cultivo de arroz, salinidad del suelo, salinidad del agua, sustentabilidad de áreas agrícolas.
Abstract: A study was carried out in the provinces of Guayas and Los Ríos (Ecuador), with the objective of characterizing rice production systems; one under salinity conditions in Yaguachi and the other without salinization problems in the Babahoyo canton. Economic, social and ecological indicators were developed, suitable for the rice systems under study to determine the level of sustainability. The evaluation through indicators allowed to objectively detect critical points in these localities that affect sustainability. In the environmental aspect, the salinity indicator, classified as medium to high risk, and the indicator for the application of agrochemicals, characterized by the intensive use of pesticides and fertilizers, are those that most negatively affect the sustainability, especially, of the rice system in Yaguachi. In the economic dimension, the monoculture system indicator that generates additional income losses and the lack of diversity of products used for sale and food negatively affect the two rice production systems. In the social aspect, the indicators that contribute to greater sustainability were the quality of housing, degree of satisfaction and relationships with other members of the community. The General Sustainability Indices for the two rice production systems in Yaguachi and Babahoyo were 1.92 and 2.12, respectively.
Keywords: rice cultivation, soil salinity, water salinity, sustainability of agricultural areas.
Introducción
Uno de los principales cereales básicos utilizados para la alimentación humana es el arroz (Oryza sativa L.), para el año 2018 se estima a nivel mundial una producción de 510.6 millones de toneladas (Mt) y una demanda de 505 Mt (FAOSTAT, 2018). En el año 2019, en el Ecuador, se registraron 261 770 hectáreas de arroz, de las cuales el 67.38% estuvieron en la Provincia de Guayas, 25.68% en Los Ríos y 2.08% en Loja. Los cantones con mayor producción son Daule (Guayas) y Babahoyo (Los Ríos) (INEC, 2020).
El arroz es cultivado en diferentes tipos de suelos, ambientes, y el éxito o fracaso depende del uso de tecnología y variedades apropiadas para asegurar rendimientos económicos; más aún, en ambientes desfavorables, los cuales se van incrementando por el cambio climático y las malas prácticas agrícolas (Cobos et al., 2021).
La salinización de los suelos es un problema mundial y afecta casi un tercio del área dedicada a la agricultura. De los 230 millones de hectáreas regadas en el mundo, 45 millones de ha (20%) han sido afectadas por la sal (Hoang et al., 2016). Las principales causas de la salinidad pueden incluir el cambio climático, el uso excesivo de agua subterránea para riego y drenaje (Cobos et al., 2020). Esta agua posee una elevada concentración de sales, que generalmente supera los límites de tolerancia de muchos cultivos a la sal, lo cual repercute en su producción (Ramírez-Suárez & Hernández-Olivera, 2016).
La acumulación de sales solubles en el suelo afecta el crecimiento, la producción, el rendimiento y la sostenibilidad de muchos cultivos (Ramírez et al., 2017). La característica principal de los suelos salinos es la presencia de altas concentraciones de sales solubles, lo cual incrementa el potencial osmótico de la solución del suelo, causando estrés fisiológico, este tipo de suelos ofrece pocas opciones de crecimiento para las plantas, convirtiéndose en improductivos (Terrazas, 2018).
Los suelos con presencia de sales se clasifican de acuerdo a la conductividad eléctrica, como se muestra en la Tabla 1.
En Ecuador, la cuenca del río Guayas, que representa el 40.4% del área regable del país, tiene abundante agua, con un caudal de 8 847 m./año; sin embargo, en los suelos de la cuenca hay acumulación de sales. Las condiciones de salinidad se deben a la intrusión salina del río Babahoyo, que ingresa por medio de los esteros y canales de riego, sumado a un drenaje deficiente (Pozo & Sanfeliu, 2010). La productividad del arroz en este tipo de suelos es bastante baja, por lo que es importante determinar el nivel de sustentabilidad en suelos con y sin problemas de sales en los cantones de Yaguachi y Babahoyo, lo cual permitirá determinar diversas alternativas para reducir el efecto negativo causado por el estrés salino.
Materiales y métodos
Descripción del área de estudio
Cantón San Jacinto de Yaguachi (Figura 1), localidad afectada por sales, a una altura de 15 msnm, temperatura media anual 24.5 - 26 °C y precipitación media anual 750 – 1 342 mm.
Cantón Babahoyo (Figura 1), localidad libre de salinidad, a una altura de 8 msnm, temperatura media anual de 26.3 .C, humedad relativa del 78.8%, precipitación de 2 688.8 mm, evaporación de 1 012.4 mm, heliofanía de 830.4 horas y velocidad del viento de 0.5 m/seg. (INAMHI, 2019).
Figura 1.
Ubicación de la zona de estudio.
Gobierno Autónomo Descentralizado Provincial de Los Ríos (GADPLR, 2019).
Metodología
El estudio se desarrolló en dos fases.
Fase 1
Evaluación de aspectos físicos y químicos de suelo y agua para determinar los factores limitantes en la sostenibilidad del sector arrocero de Yaguachi y Babahoyo.
En la primera etapa del desarrollo de la investigación se aplicaron varios métodos y técnicas de trabajo de campo, para la evaluación de la salinidad del suelo y agua del sector arrocero en Yaguachi y en Babahoyo.
Se obtuvieron 10 muestras de suelo y 10 de agua utilizada para el riego en terrenos destinados al cultivo del arroz para los análisis físicos y químicos respectivos por localidad. Las coordenadas geográficas de las zonas de muestreo fueron determinadas con un equipo de geo posicionamiento (GPS).
En el caso de suelo se siguió el siguiente protocolo: limpieza de la superficie del sitio donde se tomaría la muestra de suelo, extracción de las submuestras con una pala haciendo un hoyo en forma de “V” hasta 20 cm de profundidad, toma de una tajada de suelo de 2 - 3 cm de espesor con un cuchillo o machete, eliminación de los bordes y extracción de la parte central de la tajada (no mayor a 5 cm). Se realizaron muestreos intensivos y sistemáticos en 10 fincas representativas de las dos localidades. En cada una de las fincas se marcaron 49 puntos de muestreo separados por una distancia de 100 m. Las muestras se depositaron en un balde, para luego mezclarse de forma homogénea y considerar una muestra de 1 kg de suelo (muestra compuesta) para enviar al laboratorio (Córdova et al., 2020).
Para el muestro del agua se seleccionaron 10 áreas (Tabla 2), los sitios se seleccionaron utilizando el mapa del Cantón Yaguachi y el de Babahoyo. Las muestras se tomaron en la parte superficial de tres sitios diferentes, la cantidad fue de un litro en una botella de polietileno. Esta se llenó hasta al ras del envase, luego fue trasladada al laboratorio. Los puntos de muestreo se establecieron alrededor de los nacimientos de los canales de riego y terminaron en los campos en donde se aprovecha esta agua para irrigación.
Fase 2
Análisis de la sustentabilidad de dos sistemas de producción de arroz, uno en condiciones de salinidad del sector arrocero de Yaguachi y otro sin problemas de salinización en el Cantón Babahoyo.
Diagnóstico del manejo agrícola del arroz. Para lo cual se aplicó una encuesta a dirigentes arroceros de las comunidades en estudio eligiendo a las personas de mayor edad con experiencia y conocimiento de la historia del lugar (Anzules, 2019).
Colecta y revisión de información secundaria. Esta se realizó con representantes de instituciones de investigación del sector, como el Instituto Nacional de Investigaciones Agropecuarias (INIAP).
La experiencia de dirigentes arroceros de las comunidades en estudio, y representantes de instituciones de investigación del sector arrocero, permitió evaluar y ajustar los indicadores y subindicadores propuestos por Sarandón et al. (2006), los cuales fueron adaptados al cultivo de arroz en la zona de estudio.
Datos y coordenadas geográficas de las muestras colectadas.
Autores
Población y muestra
Según el SINAGAP (2014), el Cantón Yaguachi, en la Provincia del Guayas, posee 2 235 Unidades de Producción Agropecuaria (UPA) de arroz, mientras que Babahoyo, en la Provincia de Los Ríos, mantiene actualmente 5 133 UPA de este cultivo. Con el fin de llegar a una muestra representativa, se usó el método de proporciones empleando la fórmula propuesta por Scheaffer et al. (1987), citada por Parra & Magaña (2019) (Fórmula 1). Acorde a ello, se realizaron 92 encuestas en el Cantón Yaguachi y 94 en el de Babahoyo, con un nivel de confianza del 90%.
[Fórmula 1. Método de proporciones para el cálculo del tamaño de muestra representativa.]Donde:
N: población o universo;
B: error relativo máximo esperado;
σ: desviación del error ± 3.
Metodología para evaluar sustentabilidad
La metodología empleada fue "multicriterio", propuesta por Sarandón (2002), citada por Pinedo et al. (2020) que considera a la vez los lineamientos de Smyth & Dumansky (1995). Se emplearon indicadores, subindicadores y variables cuantificables adaptadas al cultivo de arroz (Tablas 3, 4, 5 y 6), para analizar las dimensiones, económica, ecológica y sociocultural (Gómez et al., 2019). Las variables tuvieron valores de 0 a 4. Menos sustentable fue 0 (Sarandón et al., 2006; Caicedo et al., 2019; Caicedo et al., 2020). El Índice de sustentabilidad general (ISGen), fue calculado empleando las fórmulas propuestas por Sarandón & Flores (2009) (Fórmulas 2, 3, 4 y 5).
Fórmula 2. Indicador económico (IK) de Sarandón & Flores (2009).
Fórmula 3. Indicador Ecológico (IE) de Sarandón & Flores (2009).
Fórmula 4. Indicador Sociocultural (ISC) de Sarandón & Flores (2009).
Fórmula 5. Índice de sustentabilidad general (ISGen) de Sarandón & Flores (2009).
Subindicadores y variables para evaluar el Indicador Económico.
tn: tonelada métrica (= 103 Kg).
Sarandón et al. (2006).
Subindicadores y variables para evaluar el Indicador Ecológico (parte 1).
Sarandón et al. (2006).
Subindicadores y variables para evaluar el Indicador Ecológico (parte 2).
CE: Conductividad Eléctrica; psi: Libras por pulgada cuadrada.
Sarandón et al. (2006).
Subindicadores y variables para evaluar la Dimensión Sociocultural.
Sarandón et al. (2006).
Resultados
Fase 1. Aspectos físicos y químicos de suelo y agua
Suelo
Textura
Para las dos localidades, con 20 sitios de muestreo, la clase textural predominante fue arcilla (70% de los casos) a la profundidad de 0 a 20 cm (Tabla 7). Los suelos de estas localidades son clasificados como vertisoles arcillosos Gley, con más de 35% de arcilla, muy plástica y pegajosa, con más de 50% de la fracción de arcilla expandible (2:1), con severo agrietamiento e hinchamiento, mal drenados, saturados con agua, estado que en algunos casos se mantiene por más de 60 días; además, presenta moteados con cromas ˂ 2 en los primeros 60 cm y debajo de los horizontes AB (Mejía et al., 1997).
Macro y microelementos
Respecto a los macro elementos: fósforo (P), potasio (K), calcio (Ca), magnesio (Mg) y azufre (S). Se puede apreciar mayores valores en la zona de Yaguachi. Probablemente esto se debe a la acumulación de materiales finos arrastrados por las lluvias desde las zonas altas, y esos materiales se encuentran asociados a bases cambiables (Ca, K, Mg).
Con respecto al contenido de micro elementos en las zonas evaluadas, se determinó una tendencia contraria a la señalada para los macro elementos, esto es, en el sector de Babahoyo los contenidos de cobre (Cu), hierro (Fe), manganeso (Mn), Zinc (Zn) y boro (B) fueron mayores que en el de Yaguachi. Estos resultados están relacionados con la movilización de los microelementos metálicos (Cu, Mn, Zn, Fe,) los cuales se movilizan preferentemente a través del sistema orgánico en los suelos, mientras que los macro elementos (K, Ca, Mg) lo hacen a través del sistema inorgánico (Tabla 8).
pH y conductividad eléctrica
En la zona de Yaguachi según los análisis de pH, se puede apreciar que estos varían de 5.32 a 7.51. Con respecto a la conductividad eléctrica (CE en dS/m) se aprecia un rango de 0.3 a 9.4, siendo estos los valores más altos de CE. Los suelos de esta localidad son clasificados como salinos y fuertemente salinos causando efectos negativos en el comportamiento de los cultivos de arroz que se realizan en estos sitios. Estos suelos se caracterizan por un pH de carácter alcalino, con contenido sódico elevado (psi > 30%; psi: libras por pulgada cuadrada) (Briones et al., 2010).
Por otro lado, los suelos del sector de Babahoyo, tienen niveles de conductividad eléctrica que en ningún caso supera los 4 dS/m y son clasificados como ligeramente salinos y normales (Tabla 9).
Compactación
Los valores de compactación en Yaguachi, entre los 0 y 30 cm de profundidad del suelo presentaron un rango de 180 a 300 psi; es decir, los suelos en general presentan un grado de compactación elevado, el cual tiene un efecto negativo en el desarrollo de las raíces. El riego, la mecanización, la aplicación de fertilizantes y otras actividades mal balanceadas, son la causa fundamental de la degradación física, manifestándose por compactación, erosión y mal drenaje del suelo (Martínez et al., 2019).
En el caso de Babahoyo, los valores variaron de 120 a 180 psi: estos valores indican que los suelos tienen en general menor grado de compactación, lo cual permite una mayor infiltración y exploración de raíces (Tabla 10).
Agua
Para Babahoyo el pH (Tabla 11) varió de 6.6 a 7.9 y la CE de 0.2 a 0.9 dS/m. El agua de riego de esta zona se clasifica como de bajo riesgo de salinidad, con poca probabilidad de alcanzar niveles peligrosos de sodio intercambiable, por lo que puede utilizarse para el riego siempre y con cierto grado de lavado. Las plantas moderadamente tolerantes a las sales pueden producir adecuadamente sin prácticas de control de salinidad.
En Yaguachi el pH del agua varió de 6.4 a 7.16 y la CE de 2.09 a 3.52 dS/m. Para el laboratorio de Salinidad de Riverside (USA), la mayoría de aguas para riego del cantón están clasificadas como C2, aguas de salinidad media que pueden usarse para riego bajo la condición de que exista por lo menos un lavado moderado de los suelos. Un porcentaje bajo está clasificado como C3 de agua de salinidad alta que puede utilizarse para el riego de suelos con buen drenaje, empleando volúmenes de agua en exceso para lavar el suelo y utilizando cultivos muy tolerantes a la salinidad (Tabla 12).
En general, de acuerdo a la clasificación de la FAO (1997), el pH de las aguas muestreadas que llegan a las parcelas se encuentra dentro de la amplitud normal (6.6 – 8.2) de neutro a moderadamente alcalino por lo que no es un factor limitante para el normal desarrollo de las plantas.
Textura de suelos muestreados en el cultivo de arroz en Yaguachi y Babahoyo.
Autores
Macro y microelementos de suelos muestreados en el cultivo del arroz en Yaguachi y Babahoyo.
Autores.
Valores de pH y CE de los suelos muestreados en el cultivo del arroz en Yaguachi y Babahoyo.
CE: Conductividad Eléctrica.
Autores.
Valores de compactación (psi) de los suelos muestreados en el cultivo del arroz en Yaguachi y Babahoyo.
Autores.
Valores de pH y CE de las muestras de las aguas colectadas en el cultivo del arroz en Babahoyo.
CE: Conductividad eléctrica.
Autores
Descripción de las propiedades físico-químicas del agua de riego de Yaguachi.
CE: Conductividad eléctrica; STD: Sólidos totales disuelto; Cl-: Ión cloruro; RAS: Razón de adsorción de sodio.
Autores.Fase 2. Análisis de la sustentabilidad
Las Tablas 13, 14 y 15 muestran el resumen de los resultados de la caracterización de los agroecosistemas, en sus dimensiones económica productiva, ambiental y sociocultural, respectivamente.
Dimensión Económica
Figura 2.
Diversificación de la producción.
Figura 3.
Superficie de producción destinada al autoconsumo.
Figura 4.
Diversificación para la venta.
Figura 5.
Ingreso mensual.
Figura 6.
Vías de comercialización.
Figura 7.
Dependencia de insumos externos.
Figura 8.
Productividad / área.
Figura 9.
Fuentes de crédito.
Dimensión Ecológica
Figura 10.
Manejo de la cobertura vegetal.
Figura 11.
Rotación de cultivos.
Figura 12.
Incidencia de plagas.
Figura 13.
Aplicaciones Yaguachi.
Dimensión sociocultural
Figura 14.
Acceso a la educación.
Figura 15.
Acceso a salud.
Figura 16.
Aceptabilidad del sistema de producción.
Figura 17.
Conocimiento y conciencia ecológica.
Resumen de los resultados de la caracterización de fincas arroceras, dimensión económica.
Resumen de los resultados de la caracterización de fincas arroceras, dimensión ecológica.
Resumen de los resultados de la caracterización de fincas arroceras, dimensión sociocultural.
Tipificación de fincas arroceras en el Cantón Babahoyo
La tipificación se realizó empleando 39 variables con un coeficiente de variación superior a 60%.
Al aplicar el método Ward y la distancia euclidiana al cuadrado, comparando con lo expresado por Martínez (2013), se formaron 3 grupos de sistemas, como se muestra en la Figura 18, de los cuales el primero corresponde al segmento de productores del sistema de producción desarrollado (SPD) con 14%, el conglomerado 2 corresponde a sistemas de producción medianamente desarrollado (SPMD) con 13% y el tercero agrupa la mayor parte de productores que conforma el sistema de producción básica (SPB) con 73%.
Figura 18.
Tipificación de fincas arroceras en Babahoyo.
Tipificación de fincas arroceras en el Cantón Yaguachi
Siguiendo el procedimiento descrito anteriormente, se formaron 3 grupos para este cantón, lo cual se muestra en la Figura 19. El primero corresponde al sistema de producción desarrollado (SPD) con 13%, el conglomerado 2 corresponde a sistema de producción medianamente desarrollado (SPMD) con 58% y el tercero al sistema de producción básica (SPB) con 29%.
Figura 19.
Tipificación de fincas arroceras en Yaguachi.
Evaluación de la sustentabilidad General
Las Figuras 20, 21, 22, 23, 24 y 25 presentes en este apartado, muestran el resultado del análisis de la información obtenida en la investigación. Utilizando los indicadores y sub indicadores ya establecidos, se procedió a valorar según la escala propuesta a cada uno de ellos, empleando las Fórmulas 2, 3, 4 y 5 respectivamente para las dimensiones sociales, ecológicas y económicas, obteniendo los índices de sustentabilidad, graficados en esquemas tipo ameba donde se establecen los puntos críticos de sustentabilidad inferiores o iguales a dos y los indicadores con sustentabilidad alta, igual o superior a tres.
Figura 20.
Indicador Económico Yaguachi: 1.7.
Figura 21.
Indicador Económico Babahoyo: 1.6.
Figura 22.
Indicador Ecológico Yaguachi: 1.2.
Figura 23.
Indicador Ecológico Babahoyo: 2.0.
Figura 24.
Indicador Sociocultural Yaguachi: 2.9.
Figura 25.
Indicador Sociocultural Babahoyo: 2.8.
En el caso de los sistemas arroceros evaluados de Yaguachi y Babahoyo, los dos sistemas alcanzan un ISGen de 1.93 (Figura 26) y 2.12 (Figura 27), respectivamente. Sin embargo, no se consideran sustentables, debido a que en los dos sistemas existen dimensiones con valores menores a dos.
Figura 26.
Indicadores económico, ecológico y sociocultural para la zona de Yaguachi (ISGen = 1.93).
Figura 27.
Indicadores económico, ecológico y sociocultural para la zona de Babahoyo (ISGen = 2.12).
Conclusiones
La práctica común en el cultivo de arroz en los Cantones de Yaguachi y Babahoyo es la siembra directa al voleo y la aplicación del sistema de riego por inundación.
Yaguachi tiene problemas de salinización, sus suelos son fuertemente salinos, en el orden del 70% y 30%, respectivamente. Este fenómeno se refleja en el crecimiento de los cultivos en parches, disminuyendo la productividad del área con respecto al Cantón Babahoyo y afectando la economía de las comunidades aledañas.
Entre las principales causas de la salinidad de los suelos, encontradas en el sector de arroceros de Yaguachi, está la utilización de aguas salinas provenientes del río Yaguachi para el riego del cultivo, lo que ocasiona la acumulación de sales en la superficie de dichos suelos. El pH del agua varió de 6.4 a 7.16 y la CE de 2.09 a 3.52 dS/m, clasificada como agua con problemas de sales.
Sobre el nivel de sustentabilidad del cultivo de arroz, el Índice de Sustentabilidad General para Yaguachi fue de 1.93 y para Babahoyo, de 2.12; valores determinados mediante el análisis de las dimensiones económicas, ecológicas y socioculturales, mostrando diferencias entre la zona salinizada y la no salinizada.
En el sector de arroceros de los cantones de Yaguachi y Babahoyo se determinaron tres sistemas de producción: sistema de producción desarrollado (SPD), sistema de producción medianamente desarrollado (SPMD) y sistema de producción básica (SPB).
El uso de enmiendas orgánicas puede ser útil en el manejo de suelos irrigados con aguas salinas, ya que poseen efectos positivos sobre el suelo y por sus características químicas poseen un buen potencial para la remediación de la sodicidad.
Literatura citada
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Notas de autor
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