Estimación de la Erosión del Suelo

Dr. Mario Martínez Ménez

2005

Para conocer la degradación de los suelos, es necesario estimar las pérdidas de suelo de los terrenos de uso agropecuario y forestal.

Las pérdidas de suelo (PS) se comparan con la tasa de formación del suelo (TFS):

PS > TFS Degradación PS = TFS Equilibrio PS < TFS Formación

TFS (0.1 a 2 mm/año) ( 1 a 20 t/ha/año)

Para estimar la erosión de los suelos se ha utilizado la Ecuación Universal de Perdida de Suelo (EUPS).

Se utiliza para definir las prácticas y obras de conservación de suelos que permitan que la erosión actual sea menor o igual que la tasa máxima permisible de erosión.

• La Ecuación Universal de Pérdida de Suelo (EUPS) es:

E= R K L S C P

Donde:E = Erosión del suelo t/ha año.R = Erosividad de la lluvia. Mj/ha mm/hrK = Erosionabilidad del suelo.LS = Longitud y Grado de pendiente.C = Factor de vegetación P = Factor de prácticas mecánicas.

•La erosión potencial se estima como:

Ep = R K LS

•Factores considerados como inmodificables.

2005

Metodología simplificada y adecuada para utilizarse en

nuestro país.

La erosividad (R) se puede estimar utilizando la precipitación media anual de la región bajo estudio.

Se selecciona la región bajo estudio en el mapa de la República donde existen 14 regiones (Figura 1).

La región bajo estudio se asocia a un número de la región y se consulta una ecuación cuadrática donde a partir de datos de precipitación anual (P) se puede estimar el valor de R. (Cuadro 1)

Figura 1. Mapa de erosividad de la República Mexicana

Cuadro 1. Ecuaciones para estimar la Erosividad de la lluvia (R) en las diferentes

regiones del país .

0.95R = 1.5005P + 0.002640P2XIV0.97R = 10.7427P - 0.00108P2XIII0.96R = 2.4619P + 0.006067P2XII0.98R = 3.7745P + 0.004540P2XI0.95R = 6.8938P + 0.000442P2X0.97R = 7.0458P - 0.002096P2IX0.98R = 1.9967P + 0.003270P2VIII0.98R = -0.0334P + 0.006661P2VII0.90R = 6.6847P + 0.001680P2VI0.94R = 3.4880P - 0.00088P2V0.92R = 2.8559P + 0.002983P2IV0.94R = 3.6752P - 0.001720P2III0.93R = 3.4555P + 0.006470P2II0.92R = 1.2078P + 0.002276P2IR2EcuaciónRegión

• Para estimar el valor de erosividad para la región de Hidalgo se puede aplicar la ecuación de la región X quedando:

R = 6.8938 p + 0.000442 p2

• Si la precipitación es de 950 mm anuales

R = 6.8938 (950) + 0.000442 (950)2

R = 6,948 Mj/ha mm/hr

ErosionabilidadErosionabilidad (K)(K)

La susceptibilidad de los suelos a erosionarse depende de:

Tamaño de las partículas del sueloContenido de materia orgánicaEstructura del sueloPermeabilidad.

Con datos de la textura de los suelos y contenido de materia orgánica, se estima el valor de erosionabilidad (K) (Cuadro 2).

Cuadro 2. Erosionabilidad de los suelos (K) en función de la textura y el contenido de materia orgánica

0.013 - .029Arcilla0.0190.0230.025Arcillo limosa0.0120.0130.014Arcillo arenosa0.0260.0320.037Migajón arcillo limosa0.0210.0250.028Migajón arcillosa0.0210.0250.027Migajón arcillo arenosa0.0420.0520.060Limo0.0330.0420.048Migajón limoso0.0290.0340.038Migajón0.0330.0410.047Migajón arenosa muy fina0.0240.0300.035Migajón arenosa fina0.0190.0240.027Migajón arenosa0.0300.0380.044Arena muy fina migajosa0.0160.0200.024Arena fina migajosa0.0080.0100.012Arena migajosa0.0280.0360.042Arena muy fina0.0100.0140.016Arena fina0.0020.0030.005Arena

2.0 – 4.00.5 - 2.00.0 – 0.5% de materia orgánicaTextura

Si el suelo es de textura migajón arenoso y el contenido de materia orgánica de menos de 0.5, K sería 0.027.Si el terreno tiene un contenido de materia orgánica mayor de 5%, y la textura arcillosa, entonces el valor de K sería de 0.013.Si el suelo es arenoso y el contenido de materia orgánica menor de 0.5 %, entonces el valor de K sería de 0.005.

Longitud y Grado de pendiente (LS)Longitud y Grado de pendiente (LS)• La pendiente se estima como :

Donde:

S = Pendiente media del terreno (%).

Ha = Altura de la parte alta del terreno (m).

Hb = Altura de la parte baja del terreno (m)

L = Longitud del terreno (m).

LHH

S ba −=

Altura de la parte alta de 1,750 msnmAltura de la parte baja de 1,710 msnm.Longitud del terreno de 450 m.

• Pendiente seria de:

S = 1,750 – 1,710 / 450 S = 40 / 450S = 0.088 o sea queS = 8.8 %

LS = (λ)m (0.0138 + 0.00965 S + 0.00138 S2)

Donde:

LS = Factor de grado y longitud de la pendiente.λ = Longitud de la pendienteS = Pendiente media del terreno.m = Parámetro cuyo valor es 0.5.

Si conocemos la pendiente y la longitud de la pendiente, el factor LS se calcula como:

Ejemplo:

• Longitud de la pendiente de 450 m• Pendiente media del terreno de 8.8

% • m de 0.5• LS se calcula como:

LS = (450)0.5 (0.0138 + 0.00965 (8.8) +

0.00138 (8.8)2)

LS = 4.36

ErosiErosióón Potencialn Potencial

E = (6,948) (0.013) (4.36)

E = 393 t/ha año

La erosión potencial indica que se pierden 393 t/ha por año en suelo sin vegetación y sin prácticas de conservación del suelo y del agua.

Lo que significa que anualmente se pierde una lámina de suelo de 39.3 mm, si consideramos que 1 mm de suelo es igual a 10 ton/ha de suelo.

Protección del suelo C (Cuadro 3)(Varía de 0 a 1 y su valor disminuye a

medida que aumenta la cobertura vegetal)

Protección de la obra o práctica de conservación (Cuadro 4)

(Varia de 0 a 1 y su valor disminuye a medida que la práctica u obra de conservación es más eficiente para reducir la erosión)

EstimaciEstimacióón de la Erosin de la Erosióón Actualn Actual

Cuadro 3. Valores de C que se pueden utilizar para estimar pérdidas de suelo

0.150.100.05Maíz labranza cero

0.1 a 0.3Piña

0.1 a 0.3Palma, cacao, café0.4 a 0.8Cacahuate0.5 a 0.7Algodón, tabaco0.1 a 0.2Arroz0.4 a 0.9Maíz - sorgo, Mijo

0.220.1Sabana sobrepastoreada0.540.01Sabana en buenas condiciones

0.100.010.001Bosque natural0.250.180.10Trigo rastrojo0.530.380.15Trigo

0.18Soya después de maíz con rastrojo0.48Soya

0.250.180.11Sorgo grano rastrojo0.700.550.43Sorgo grano0.100.0500.025Trébol0.100.0500.020Alfalfa0.100.010.004Pastizal0.490.420.30Algodón0.200.150.10Maíz rastrojo

0.800.620.54MaízBajoModeradoAlto

Nivel de Productividad.Cultivo

Cuadro 4. Factor de P utilizado para diferentes prácticas y obras de conservación del suelo y agua.

0.05Terrazas de Banco en contrapendiente

0.10Terrazas de Banco

0.80Terrazas (mayor de 13 %)

0.60Terrazas (7-13 % de pendiente)

0.50Terrazas (2-7 % de pendiente)

0.60-0.80Franjas al contorno*

0.80-0.95Surcos rectos

0.75-0.90Surcado al contorno

Valor de PPráctica

• Si en el terreno existe bosque con buena cobertura vegetal, entonces la protección C sería de 0.001, que sustituyendo quedaría:

E = (6,948) (0.013) (4.36) (0.001)

E = 0.39 t/ha año

• La erosión es inferior a la erosión máxima permisible que en algunas regiones de México es de 10 ton/ha año.

• Si el terreno tiene maíz con baja productividad, el valor de C sería de 0.80, y las pérdidas de suelo serían:

E = (6,948) (0.013) (4.36) (0.80)

E = 314.4 t/ha año

• Con agricultura de maíz de baja productividad, la erosión sería mayor que las 10 t/ha año, que indica que hay degradación del suelo.

Si el productor sigue sembrando maíz pero con labranza de conservación (residuos del maíz sobre la superficie del suelo) y con una buena productividad, entonces el valor de C se reduciría a 0.05 y la erosión actual sería:

E = (6,948) (0.013) (4.36) (0.05)

E = 19.69 t/ha /año

La erosión actual del suelo se redujo y es un poco mayor que las 10 t/ha/año reportada como pérdida de suelo máxima permisible.

El productor puede seleccionar el tipo de cultivo y las prácticas de manejo del suelo y vegetación para conservar el suelo y reducir la erosión.

Este procedimiento se le conoce como la planeación del uso y manejo de los suelos con fines de conservación.

Factor (P) de prFactor (P) de práácticas meccticas mecáánicasnicas

El uso de las prácticas de conservación de suelos se utilizan para reducir las pérdidas de suelo hasta alcanzar las máximas permisibles.

Si se siembra maíz con alta productividad (C sería de 0.54) y si se construye una terraza de formación sucesiva (P sería de 0.60), sustituyendo:

E = (6,948) (0.013) (4.36) (0.54) (0.60)

E = 127.59 t/ha año.

Si utilizan terrazas de banco (P sería de 0.10) y sustituyéndolo en la ecuación anterior se tendría:

E = (6,948) (0.013) (4.36) (0.54) (0.10)

E = 21.37 t/ha/año.

Estos resultados indican que el técnico tiene los instrumentos para:

Seleccionar aquellas prácticas que reduzcan la erosión, hasta llegar a la práctica u obra que satisfaga a los productores.

La práctica u obra de conservación del suelo y agua es sustentable porque:

Son rentables

Son aceptadas por los productores

Las pérdidas de suelo por erosión que causan son menores de 10 t/ha/año.