Laboreo en llanuras, microrelieve y encharcamiento o anegación de suelos
Lower Tisza Valley. Fuente: In viaggio in Europa
Este post debe contemplarse como la continuación de otro previo que llevaba por título: “Microfotografía de suelos agrícolas el laboreo y su importancia en la hidrología de los campos arados”. Nuestro objetivo es mostrar como la acción de la labranza con arado (crestas y surcos) y las simples infraestructuras asociadas (canales de riego y drenaje) se trasforman naturalmente con el transcurso de los años, generando en zonas llanas y relativamente húmedas, justamente los problemas que pretendían evitar, el encharcamiento del agua tras lluvias intensas, pudiendo poner en riesgo la productividad de los cultivos que sobre ellas se asientan, en modelados como los de gran llanura húngara. Se trata de un ejemplo de lo que puede también acaecer en otros ambientes bajo condiciones similares de humedad y relieve muy plano. Si bien los diseños creados inicialmente parecían adecuados con vistas a evitar los problemas del anegamiento del agua, como mentamos, su espontanea transformación temporal agravó el problema debido a pequeñas modificaciones del microrelieve, que de no corregirse, seguirán agravándose en el futuro. El anegamiento del agua era visible, pero la falta de inventarios detallados impidió detectar las causas hasta hace pocos años. La microtopografía creada por los elementos aludidos han terminado por desconectar los drenajes de las partes altas de las parcelas de las bajas y los canales de evacuación del agua, anegándose grandes extensiones como puede observarse en una de las fotos que se muestra en esta entrada. En el primer post plantamos el problema, en este, transcribimos del suajili al español castellano parte del estudio de investigación del que hemos extraído el material. Del mismo modo, os proporcionamos la dirección de donde puede bajarse otro artículo que versa sobre este tema, así como una breve introducción al área de estudio, con especial énfasis en el tipo de clima.
Se trata de un caso palmario que debe hacernos reflexionar como pequeños cambios micro-topográficos, casi imperceptibles, que surgen como consecuencia de la labranza continuada, pueden alcanzar, a medio y largo plazo, consecuencias no previstas y dañinas para la productividad agraria. Os dejamos con el final del post precedente, antes de entrar a describir lo allí acaecido y que pudiera servir de ejemplo, para que no ocurra lo mismos en otros paisajes similares.
(…) Pero insistamos en el meollo de la cuestión: (i) toda superficie terrestre atesora micro-relieves por la dinámica natural del terreno y ecosistemas, incluyendo la acción dilatada del agua y el viento; (ii) tales patrones superficiales son arrasados por la labranza, cuando tenían su razón de ser, banalizándose y homogenizando grandes extensiones, en espacios geográficos casi-planos a los que llamamos llanuras; (iii) incluso estas modestas prácticas agronómicas y las consiguientes microestructuras a que dan lugar, evolucionan con el devenir del tiempo pudiendo ocurrir que surjan súbitamente problemas inesperados como consecuencia de alteraciones de “pequeños detalles”, aunque de conspicuas repercusiones; y (iv) como corolario de los ítems aludidos debemos comprender muy bien la estructura de cada paisaje agrario antes de intervenir. (…)
Juan José Ibáñez
Vayamos pues sin más dilación a describir el problema………..
La Gran Llanura Húngara (en húngaro Alföld”), Fuente: Guía por Hungría
La Gran LLanura húngara, (a veces llamada también Puszta”), ocupa aproximadamente la mitad del territorio del país. Sus fronteras son los Cárpatos al norte y al este, El rio Danubio y las montañas croatas al sureste, y aproximadamente al sur, el río Szava. En la llanura, la vegetación es esteparia, la tierra es fértil, y por las alta cantidad de horas de sol, e inviernos y primaveras húmedos es un tesoro de la agricultura. (…) Tiene clima continental con veranos muy cálidos e inviernos duros
(…..) Sin embargo, la labranza tiene también consecuencias geomorfológicas negativas. Debido a que en los campos excesivamente amplios el manejo agrario arrasa las formas de relieve previas a la puesta en cultivo de las tierras agrícolas. Por ejemplo, varios miles de “ex-lege” protegidos y sus microrelieves desaparecieron en Hungría.
A pequeña escala, las crestas y surcos influyen en las condiciones de escorrentía superficial, dependiendo de del grado de onclinaci´on de las pendientes de los predios. Cuando las pendientes son empinadas, tanto los surcos como los canales de drenaje del flujo superficial de agua, pueden llegar a mejorar la evacuación del agua sobrante en climas o estaciones húmedas.Por lo tanto, los surcos pueden favorecer o bloquear el flujo de agua, dependiendo de la inclinación de las pendientes. En el primer caso, surcos actúan como rutas de evacuación, proporcionando sitios favorables para la aceleración de la erosión y el desarrollo de surcos erosivos. Por el contrario, cuando la pendiente del terreno es muy escasa las crestas bloquean la escorrentía de manera eficiente, llegando incluso a bloquear las vías de desagüe naturales.
En los surcos, la escorrentía del agua puede ser retenida, y el exceso da agua da lugar visualmente a manchas con una humedad excesiva (color más oscuro). A pesar de estos problemas agronómicos, las direcciones de flujo superficial influenciadas por la dirección del laboreo no suelen identificarse como resultado de la falta de información topográfica detallada necesaria.Problemas similares pueden ser causados por canales con doble propósito (riego y drenaje). Como resultado de la excavación de los canales y su mantenimiento, el suelo excavado termina frecuentemente apilándose a lo largo del canal, formando una berma. Tales bermas se describen en China, donde incluso llagan a alcanzar los 5 metros de altura, proporcionando un mayor volumen de canal de riego. En Arizona, se han detectado bernas de pocos decímetros de altura excavadas deliberadamente por sistemas de riego prehistóricos.
El exceso de retención de agua es muy común en las grandes llanuras cultivadas. El encharcamiento en estas tierras bajas es causado tras abundantes precipitaciones, en conjunción con in drenaje bloqueado o impedido, capacidad de infiltración lenta, y/o baja capacidad de almacenamiento de agua del suelo. Tales condiciones surgen o se acentúan, por ejemplo, si el laboreo prolongado genera una “pan” o suela de labor, especialmente si se hace uso de maquinaria pesada. Las consecuencias del exceso de retención de agua son la degradación del suelo y la consiguiente pérdida de la cosecha, siendo una de las mayores amenazas para la agricultura húngara Por ejemplo, en 2011 el exceso de agua cubrió el 11% (3,350 km2) de la tierras agrícolas de la gran llanura húngara durante meses.
Los objetivos del presente estudio consisten en evaluar la distribución y morfología espacial de las formas creadas por la labranza y el mantenimiento de los canales de riego, así como analizar las repercusiones de estos microrelieves en lo que respecta al drenaje bloqueado y el exceso de agua que se generan en ciertas situaciones (……).
(….)
La investigación se llevó a cabo en la Región Baja Tisza (Hungría), que antaño, pero ya en el holoceno, era zona pantanosa, hasta que se transformó en apta para la agricultura gracias a las obras de protección contra inundaciones del siglo XIX. La superficie se encuentra cubierta depósitos fluviales Holocenos (alcanzan 10-20 m de espesor), de grano cada vez más fino hacia su superficie De este modo se corre el riesgo de inducir condiciones favorables para el encharcamiento del agua.
Las formas más comunes de las llanuras sin apenas inclinación creadas por la agricultura son las crestas y surcos que se desarrollan en paralelo a la labranza (perpendiculares a la pendiente) y los canales de irrigación o drenaje. Estas micro-formas influyen en la estructura y dinámica de las parcelas al condicionar la velocidad de la escorrentía superficial, ya sea favoreciéndola o generando barreras, en función de su orientación, y como corolario afectan la circulación del agua, que puede llegar a encharcar la superficie del suelo.
The consequences of excess water retention are soil degradation and crop loss, which for example, in 2011 threatened 11% of the agricultural lands of Hungary. The goals of the present research are to evaluate the spatial distribution and morphology of forms created by tillage and irrigation or drainage canal maintenance, and to study their effect from the point-of-view of blocked drainage and excess water build-up.
Las consecuencias de la anegación de la superficie del suelo resultan ser la degradación del recurso edáfico y finalmente la pérdida de la cosecha, que, por ejemplo, en 2011 amenazaba el 11% de las tierras agrícolas de Hungría. Los objetivos del presente estudio son evaluar la distribución espacial y morfología de las formas creadas por la labranza y el estado de mantenimiento de los canales de riego y/o drenaje, así como estudiar su efecto desde el punto de vista del bloqueo del flujo del agua que genera el consiguiente estancamiento del agua.
The studied tillage ridges were formed during the last 20 years and their height reaches 0.19–0.26 m. The ridges block the overland flow and facilitate the development of excess water on 14.1% of the study area. Along 85.4% of the canal banks canal berms appear. Their average height is 0.38 m (max: 1.43 m) and width is 17 m (max: 54.8 m).
En el presente estudio intentamos valorar las repercusiones de las cretas generadas por el laboreo durante los últimos 20 años, así como su altura alcanzaba entre los 0,19 a 0,26 m (ligeramente más elevadas de las que se suelen utilizar en la actualidad). Las crestas bloquean la escorrentía superficial facilitando el exceso de agua sobre el terreno que llego a alcanzar el 14,1% en el área de estudio. A lo largo de 85,4% del área aparecen los diques y sus orillas. La altura media de estas estructuras es aproximadamente de 0,38 m (máximo: 1,43 m) y su anchura de 17 m (máximo: 54.8 m).
Considering the height of the tillage ridges, they have less influence on overland flow than that of the canal berms, but, due to the low relief of the area, both play an important role in disconnecting overland flow routes. Thus (dis)connectivity could develop within an agricultural plot as the higher parts of the plot could be disconnected from the lower parts by ridges, and the canal berms disconnect the plot and the artificial drainage system.
Teniendo en cuenta la altura de las crestas generadas por el laboreo, estas resultan tener una menor repercusión sobre el flujo superficial que la de las orillas de los canales, aunque como consecuencia de la escasa pendiente de la llanura ambos desempeñan un papel importante en la desconexión de las rutas de escorrentía superficial que tiende desafortunadamente a formarse. Por lo tanto tal (des)-conectividad podría surgir en las parcelas agrarias entre las zonas más elevadas de las parcelas, y las que se encuentran en las zonas bajas, desconectándose las parcelas de los drenes artificiales.
Regarding overland flow, ridges and berms disconnect the plots from their drainage canals (buffer function), and in the natural drainage routes they act as barriers. The dis-connectivity function of the studied forms increases over time and as a result of intensive tillage. Therefore, they will play a more and more important role in altering overland flow and developing excess water hazard.
En cuanto a flujo superficial, crestas y arcenes desconectan las parcelas de sus canales de drenaje y de las vías naturales de drenaje, ya que se comportan como barreras a la evacuación del agua. La función de des-conectividad de las formas estudiadas aumenta con el tiempo y el empleo de una labranza intensiva. Por lo tanto, van a jugar un papel cada vez más importante en la alteración de flujo superficial y los riegos al exceso de agua.
Coclusiones
In the studied almost flat, low relief (0.1–3.8 m/km) landscape, the most important morphological elements that determine the location of topographic depressions and overland flow are the ridges and furrows created by tillage, and the canal berms formed by the dredging of the drainage-irrigation canals. If they are acute-angled or perpendicular to the natural slope, these forms block the natural overland flow directions and routes, so they disconnect the drainage.
En el paisaje que es motivo del área de estudio el relieve es muy plano (0,1 a 3,8 m/km), siendo los elementos morfológicos creados por el laboreo los rasgos más conspicuos de la estructura relativamente del microrelieve. Como corolario determinan la ubicación exacta de las depresiones topográficas, la escorrentía superficial, las crestas y surcos creados por la labranza, y las orillas de los canales formados por el dragado de los canales de drenaje-riego. Si estos elementos se encuentran dispuestos en ángulo agudo o perpendicular a la inclinación natural de la pendiente, tal micro-forma bloquea las direcciones y/o rutas del flujo de la escorrentía superficial por la superficie del terreno. Tal desconexión tiene como resultado el anegamiento de los cultivos.
However, in previous studies (e.g., Fryirs et al., 2007; Fryirs, 2013), disconnecting features were defined on a larger (catchment) scale. However, the present study proves that (dis)connectivity could be studied at smaller scales as well, as (1) within an agricultural field the higher parts of the field could be disconnected from the lower parts by tillage ridges, and (2) the canal berms could disconnect the field and the artificial drainage system, though the aim of the canals was to connect the fields and to drain the surplus water.
Sin embargo, en estudios anteriores, las características de desconexión se definieron a una escala de menor detalle (cuenca/captación). En el presente estudio se demuestra que la (des)conectividad/desconexión debe ser estudiada a escalas más detalladas, así, como que (1) dentro de una misma parcela las partes más altas pueden ser desconectadas de las bajas por las crestas del laboreo y (2) la orillas de los canales pueden desconectar las parcelas de los sistemas de drenaje artificial, aunque el objetivo de los canales era el contrario: conectar los campos para eliminar el exceso de agua.
In the study area, agricultural activity started just after the levee construction works (1855–1867), when the area became flood protected. Therefore, the forms are not older than 150 years. However, the field structure of the land changed in the 1960s, due to socialization and large-scale farming replacing the small fields, and also in the 1990s due to privatization. Thus, the ridge and furrow pattern of the fields are not older than 20 years. Additionally, the larger drainage canals were built 120–130 years ago, thus the canal berms are also quite young forms
En el área de estudio, la actividad agrícola se inició poco después de las obras de construcción de los diques (1855-1867), protegiéndose el terreno de las inundaciones. Por lo tanto, las formas no alcanzan los 150 años de edad. Sin embargo, la estructura de los campos cambió en la década de 1960, debido a los modelos productivos propiciados por los gobiernos comunistas, por lo que las pequeñas parcelas fueron reemplazadas por otras de mayores dimensiones. Nuevas modificaciones acaecieron en la década de los años 90 del siglo XX, con la desaparición del comunismo y la privatización del suelo. Por lo tanto, los patrones actuales de surcos y crestas no rondan los 20-30 años de edad. Adicionalmente cabe mentar que los grandes canales se edificaron hará unos 120-130 años, y como resultado las orillas de los canales también son formas relativamente recientes
Considering the ages and size of these forms, it could be concluded that the drainage will be even poorer as these forms will become more pronounced, thus excess water will further jeopardise crop cultivation. This could not be revealed earlier due to a lack of detailed survey data. In light of these new study results, agronomists and hydrologists should implement new practices to avoid and eliminate the problem of excess water.
Teniendo en cuenta la edad y el tamaño de estas formas, puede concluirse que el drenaje seguirá empeorando conforme estas estructuras den lugar a relievas más pronunciados o conspicuos, dañando el potencial productivo de los cultivos. Tal hecho no fue percibido con anterioridad como resultado de la carencia de estudios detallados de campo. A la luz de estos nuevos estudios los agrónomos, e hidrólogos deberán implementar nuevas medidas para la gestión sostenible, con vistas a evitar el problema del exceso de agua, es decir el anegamiento.
Soil and Tillage Research, Volume 148, May 2015, Pages 106–118
Keywords: Tillage ridge; Canal berm; Overland flow; (Dis)Connectivity; Excess water
Leer también este texto en acceso abierto:
Otro post previo sobre el tema, aunque versa sobre el laboreo en pendientes:
Haciendo Oídos Sordos del Conocimiento Campesino: El Problema de cómo Labrar en Laderas