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ESTUDIO DE LAS RELACIONES

SUELO, VEGETACION Y CLIMA

EN PLANTACIONES DE BALSA.

POR

Ing. DAVID MARCELO ARANEDA AGUILERA Jefe de Investigación

Guayaquil - Ecuador

Enero 1997

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INDICE

RESUMEN.......................................................................................................................... 4

SUMMARY......................................................................................................................... 4

1.- INTRODUCCION.......................................................................................................... 5

2.- OBJETIVOS.................................................................................................................. 6

3.- REVISION BIBLIOGRAFICA...................................................................................... 7

3.1.- TIPOS DE SUELOS COMPRENDIDOS EN EL PRESENTE ESTUDIO................... 7

3.1.1.- FLANCO OCCIDENTAL DE LA CORDILLERA DE LOS ANDES,

PARTE INFERIOR, HUMEDA Y CALIDA .......................................................... 7

3.1.2.- LLANURAS DE DEPOSITACION Y CONOS DE ESPARCIMIENTO

ANTIGUOS............................................................................................................. 7

3.1.3.- PIEDEMONTE: CONOS DE DEYECCION Y ESPARCIMIENTO........................ 8

3.1.4.- RELIEVES ARCILLOSOS ALTOS......................................................................... 8

3.2.- CLIMA........................................................................................................................ 9

3.2.1.- CLIMA TROPICAL HUMEDO............................................................................... 9

3.2.2.- CLIMA TROPICAL MONZON............................................................................... 9

3.2.3.- CLIMA TROPICAL DE SABANA........................................................................ 10

3.2.4.- CLIMA TROPICAL SECO.................................................................................... 10

3.3.- CONDICIONES CLIMATICAS LOCALES............................................................. 10

3.3.1.- HACIENDA FC02................................................................................................. 11

3.3.2.- HACIENDA FM04................................................................................................ 12

3.3.3.- HACIENDA FM01 Y PB02................................................................................... 13

3.3.4.- HACIENDA DR01................................................................................................ 14

3.3.5.- HACIENDA PB03................................................................................................. 15

4.- METODOLOGIA........................................................................................................ 17

4.1.- MATERIAL.............................................................................................................. 17

4.2.- METODO................................................................................................................. 17

4.2.1.- ANALISIS DE LA VEGETACION....................................................................... 17

4.2.2.- ANALISIS DE SUELO.......................................................................................... 18

4.2.3.- ANALISIS FOLIAR............................................................................................... 18

4.2.4.- ANALISIS DE AGUA.......................................................................................... 18

4.2.5- ASPECTOS CLIMATICOS.................................................................................... 19

5.- RESULTADOS............................................................................................................ 20

5.1.- VEGETACION......................................................................................................... 20

5.1.1.- HACIENDA FC02................................................................................................. 20

5.1.2.- HACIENDA FM04................................................................................................. 22

5.1.3.- HACIENDA FM01................................................................................................. 23

5.1.4.- HACIENDA PB02................................................................................................. 25

5.1.5.- HACIENDA RD01................................................................................................. 27

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5.1.6.- HACIENDA PB03................................................................................................. 30

5.2.- SUELOS................................................................................................................... 32

5.2.1.- TEXTURAS........................................................................................................... 32

5.2.2.-DENSIDAD APARENTE...................................................................................... 35

5.2.3.-COMPACTACION................................................................................................. 36

5.2.4.-COLOR................................................................................................................... 37

5.2.5.-pH........................................................................................................................... 40

5.2.6.-MATERIA ORGANICA Y CARBONO ORGANICO............................................. 42

5.2.7.-NITROGENO......................................................................................................... 44

5.2.8.-FOSFORO.............................................................................................................. 47

5.2.8.-BASES DE INTERCAMBIO.................................................................................. 49

5.2.10.-OTROS ELEMENTOS......................................................................................... 57

5.2.10.1.-HIERRO............................................................................................................. 58

5.2.10.2.-MANGANESO................................................................................................... 59

5.2.10.3.-BORO................................................................................................................ 61

5.2.10.4.-COBRE.............................................................................................................. 64

5.2.10.5.-ZINC.................................................................................................................. 66

5.3.- ANALISIS FOLIAR.................................................................................................. 68

5.4.- ANALISIS DE AGUA.............................................................................................. 71

6.- DISCUSION DE RESULTADOS................................................................................ 73

7.- CONCLUSIONES....................................................................................................... 75

8.- RECOMENDACIONES.............................................................................................. 77

9.- BIBLIOGRAFIA......................................................................................................... 78

APENDICE # 1 : DESCRIPCION DE PERFILES............................................................ 80

APENDICE # 2 : DETERMINACIONES ANALITICAS

DE LAS MUESTRAS DE SUELO........................................................ 86

APENDICE # 3 : CARACTERISTICAS DE DIAGNOSTICO

PARA UN ESTUDIO DE SUELO........................................................ 88

APENDICE # 4 : CARACTERISTICAS DE DIAGNOSTICO

PARA UN ANALISIS FOLIAR............................................................ 92

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RESUMEN

Datos de vegetación, suelos y clima fueron tomados en parcelas permanentes

ubicadas en diferentes plantaciones de balsa , durante 8 años aproximadamente. Este estudio

trata de integrar todos los parámetros que influencian el crecimiento de la balsa. Los suelos

fueron descritos morfológicamente. Se tomaron muestras de cada horizonte de suelo para ser

analizado en laboratorio. Cuando los parámetros de clima y suelo son considerados se ven

fácilmente las diferencias de sitio y también, su influencia en el crecimiento de la balsa.

SUMMARY

Vegetation, soils and climate data were taken from permanent research plots in

balsa plantations, during about 8 years. This study tries to integrate all measured parameters that

influence balsa growth. Soils were described morphollogically. Samples were taken from each

soil horizon to be analized in the lab. When all soil and climate parameters are taken into account

site differences are easily seen and also their influence on balsa growth.

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6.- DISCUSION DE RESULTADOS

Sin lugar a dudas, los resultados obtenidos muestran claramente una

diferenciación en los procesos evolutivos a que están siendo sometidos los distintos suelos

estudiados. Aquí se conjugan diferentes factores formadores de suelos y pueden ser citados

justamente aquellos propuestos por Jenny (1941), los cuales corresponden a clima, organismos,

relieves, material parental y tiempo.

Así, cada situación estudiada, al ser íntegramente caracterizada, no es más que la

descripción de aquellos factores ecológicos que participan en la formación y desarrollo del suelo.

Estos factores condicionan la dirección e intensidad de la pedogénesis, siendo el suelo el

resultado natural de la interacción entre los procesos físicos, químicos, fisicoquímicos y

biológicos que operan en el interior.

De esta manera, se puede observar que en el caso de la hacienda PB03, ubicada a

300 m.s.n.m. e influenciada fuertemente por el clima tropical húmedo, presenta condiciones de

extrema rigurosidad para el desarrollo del suelo. La constante precipitación hace que este

permanezca siempre saturado de agua, generando condiciones anaeróbicas, las cuales a su vez

dificultan la descomposición de la materia orgánica. Esto genera pH fuertemente ácidos, tanto en

el horizonte orgánico como en los minerales. Por esta razón el nitrógeno es fijado en el primer

horizonte mineral en forma de amonio (NH4 + ) y no es utilizado por las plantas, del mismo

modo, la excesiva acidez hace que precipiten los fosfatos férricos, los cuales quedan en el perfil

y tampoco son aprovechados por las plantas. Los análisis foliares indican justamente carencias

de estos elementos.

Se observa un excesivo lavado de nutrientes, la suma de bases en todos los

horizontes orgánicos y minerales es extremadamente baja, generando por lo tanto un suelo muy

deficiente desde el punto de vista de fertilidad. Posee problemas de compactación causadas

también por la excesiva acidez y precipitación, en donde se estarían lavando no sólo bases, sino

también sesquióxidos, los cuales al cristalizarse al interior del perfil estarían formando una

“coraza” dura e impermeable al agua y a la penetración de raíces.

No es de extrañar entonces las dificultades que ha tenido la balsa para crecer en

esta hacienda. Estos han sido muy deficientes, los incrementos promedios anuales en volumen

(IAP) han alcanzado un máximo de sólo 12.71 m3/ha/año a la edad de 3.08 años, por otro lado,

en la última medición se pudo comprobar las escasas dimensiones que han alcanzado los árboles.

A la edad de 5.0 años, estos registran promedios de CAP y alturas de sólo 70.3 cm. y 17.9

metros respectivamente.

Luego, el grupo formado por las Haciendas FM04, RD01 y FC02, presentan un

suelo con condiciones mucho más favorables para el crecimiento y desarrollo de la balsa. Este se

caracteriza por presentar texturas relativamente livianas, predominando considerablemente la

fracción arenosa. Son suelos sueltos, con buena estructura y porosidad. A pesar que la

compactación se incrementa en profundidad, nunca alcanza valores tan altos como en el caso de

PB03. Los pH de horizontes orgánicos y minerales no son tan ácidos y en el caso de FM04 son

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prácticamente neutros. Esto hace que exista una mayor disponibilidad de nutrientes,

principalmente bases de cambio, debido a una elevada tasa de mineralización de la materia

orgánica.

A pesar de esto último, los primeros horizontes minerales de estos suelos

presentan concentraciones altas en materia orgánica, pero decrecen fuertemente en profundidad.

El carbono orgánico es relativamente alto y se relacionaría principalmente con el origen

volcánico que poseen. El Nitrógeno se presenta con niveles adecuados en los primeros horizontes

minerales y se correlacionan estrechamente con la materia orgánica. El fósforo sólo es abundante

en los horizontes orgánicos de FM04 y FC02, para decrecer fuertemente en profundidad, debido

a la lixiviación y/o fijación de estos al interior del perfil. Los análisis de agua provenientes de

los lisímetros indican además pérdidas de bases de intercambio, cuyas concentraciones hacen

que el pH de esta agua llegue a ser fuertemente alcalino.

Las plantaciones de balsa que se encuentran en este tipo de suelos, poseen en

general, muy buenos crecimientos. Todo indica que son suelos recientes de origen volcánicos o

fuertemente influenciados por ellos. Hay que recordar que la balsa es una especie pionera y sería

una de las primeras en establecerse después de algún tipo de catastrofismo. Dentro del grupo de

haciendas estudiadas, los crecimientos de la balsa registrados en FM04 y RD01 son los más

destacables. Los árboles en FM04, a los 8.10 años de edad, alcanzan CAP y alturas de 117.1 cm.

y 32.9 metros respectivamente. El volumen en pie del bosque alcanza a 256 m3/ha., con una

población de sólo 178 individuos. En el caso de RD01, a pesar de ser tercer ciclo, los árboles

también han alcanzado grandes dimensiones, a la edad de 6,5 años, se han registrado promedios

de CAP y alturas de 113,1 cm. y 31,4 m. respectivamente. El volumen en pie de este bosque

es ligeramente superior al de FM04, llegando a 273,41 m.3 /ha., pero esto se debe

fundamentalmente al mayor número de árboles que posee ( 220 arboles/ha.).

Finalmente, los suelos que se encuentran en las haciendas FM01 y PB02,

presentan condiciones muy particulares que influyen fuertemente en el crecimiento y desarrollo

de la balsa. Los porcentajes de arcilla se ven ligeramente incrementados, pero hacen que los

valores de densidad aparentemente aumenten notablemente, alcanzando valores de hasta 1,28

gr./cc. ( PB02, 15 - 40 cm. de profundidad ). Son suelos pesados, mucho más compactados que

los anteriores. La predominancia de colores pardo amarillentos a fuertemente pardos, estarían

indicando acumulaciones de hierro en el perfil del suelo, correlacionándose estrechamente a su

vez con los montos de manganeso. Las condiciones climáticas, en donde la estación seca es bien

marcada, hace que el suelo sufra un constante proceso de deshidratación e hidratación

nuevamente con la llegada del invierno. Esto último estaría ocasionando variaciones estacionales

en la disponibilidad de algunos nutrientes, como nitrógeno y bases de intercambio, producto

también de eventuales variaciones de pH.

Los contenidos de materia orgánica de estos suelos, son algo inferiores que los

anteriores, pero siguen la misma tendencia, es decir, con mayores montos en superficie para

decrecer fuertemente en profundidad. Sin embargo, la distribución de las bases de intercambio al

interior del perfil, es mucho más uniforme encontrándose en algunos casos, elementos como el

calcio y el mangnesio, en que las mayores concentraciones se presentan en los horizontes

minerales más profundos.

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Las dimensiones de los árboles de balsa que han crecido en este tipo de suelos,

son bastante pequeñas. A la edad de 7.92 años se han registrado promedios de CAP y Altura de

sólo 75cm. y 21.8 metros respectivamente (hacienda PB02). Esto último, sumado el escaso

número e árboles por hectárea, arroja bajísimos volúmenes totales en pie (45.34 m3 /ha para

PB02 y 58.94 m3/ha para FM01). Es del caso señalar que existen otros sectores de estas

haciendas en que los volúmenes por há son superiores, por también superiores poblaciones y

mejores condiciones para el crecimiento de la balsa, lo cual se debería investigar.

En base a lo anterior, el manejo de los bosques que crecen en estos suelos, debería

estar orientado a maximizar el número de árboles por hectárea, de tal manera de ocupar

completamente el sitio, aunque sea con muchos individuos de escasas dimensiones, y acortar el

tiempo de rotación o cosecha, ya que pasado cierto punto, se observa un acelerado incremento

en las tasas de mortalidad.

7.- CONCLUSIONES

- La metodología empleada en las diferentes plantaciones de balsa, ha probado ser

eficiente para analizar los suelos desde el punto de vista ecológico, ya que los muestra

integrados y relacionados entre sí.

- Las diferentes tasas de crecimiento y desarrollo del bosque de balsa, están representadas a

su vez por un determinado tipo de suelo y sus características están relacionadas con el clima, la

vegetación y el material parental.

- Existen diferencias notables en muchas propiedades físicas, químicas y biológicas de los

distintos perfíles de los grupos de suelos estudiados.

- A pesar que las texturas de todos los perfiles son muy livianas, con un claro predominio

de la fracción arena, existen perfiles que se caracterizan por presentar mayores porcentajes de

ciertas fracciones; PB03 presenta mayores porcentajes en limo, FM04 los mayores porcentajes

de arena y PB02 los mayores porcentajes de arcilla.

- Los valores densidad aparente en PB03 son extremadamente bajos y se relacionarían

con los altos contenidos de materia orgánica y elevados porcentajes de limo. Por otro

lado los mayores valores de densidad aparente encontrados en FM01 y PB02 se

relacionan con la presencia de una mayor cantidad de grava en el perfil.

- La compactación del suelo en PB03 se debería a la cristalización de sesquióxidos lavados

desde horizontes superiores. Estos forman una “coraza”, impermeable al agua y a la

penetración de raíces. Todos los otros perfiles tienden a incrementar los valores de

compactación en profundidad, relacionándose a su vez con aumentos en las densidades

aparentes, disminución de la materia orgánica y en el caso de PB02, RD01 y FM04, con

los correspondientes montos de arcilla.

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- Todos los perfiles estudiados presentan una tendencia manifiesta y generalizada a

presentar colores más claros en profundidad. En seco, estos van desde pardos amarillentos hasta

amarillo pálido (FC02 nativa y balsa, penúltimo horizonte).

- El pH del horizonte orgánico de la hacienda PB03 es fuertemente ácido, y se debería a la

elevada precipitación, a la presencia de aluminio libre en la superficie y a las condiciones de

permanente saturación de agua durante todos los meses del año. El resto de los horizontes

orgánicos de las haciendas contempladas en el presente estudio presentan pH prácticamente

neutros o ligeramente alcalinos.

- Del mismo modo, los pH más ácidos para los horizontes minerales pertenecen a PB03.

Aquellos correspondientes al resto de las haciendas presentan una tendencia manifiesta a

disminuir los valores de pH en profundidad (más ácidos), pero llegan a ser sólo ligeramente

ácidos.

- Los porcentajes de materia orgánica y carbono orgánico son altos en todos los perfiles

estudiados, presentando también curvas de acumulación como las que indica Jenny (1941), o sea,

gran cantidad en superficie decreciendo fuertemente en profundidad.

- La concentración de nitrógeno en forma de Amonio (NH4+) , es exepcionalmente alta en

el primer horizonte mineral de PB03 y se debería a la fijación de él en el perfil, producto de la

excesiva acidez.

- Los niveles de fósforo sólo son abundantes en los horizontes orgánicos de FM04 y FC02

- Balsa. Para los horizontes minerales, los valores más bajos de este elemento corresponden a

PB03 y se relacionaría con los bajos pH encontrados.

- Al analizar en forma separada los montos de cada uno de los elementos que componen

complejo de cambio, se observa un claro predominio de Ca++ en prácticamente todos los perfiles.

Luego le sigue en orden de magnitud el Mg ++, K+ y finalmente Na+.

- Como norma general, en todos los perfiles estudiados los mayores montos de elementos

aparecen concentrados en forma visible, en los horizontes orgánicos, en donde el nitrógeno,

fósforo y bases de intercambio en general se encuentran en abundancia. A pesar de ello, en los

horizontes minerales se presentan montos mucho menores, producto de fenómenos de fijación de

nutrientes y/o lixiviación. Esto prueba la importancia de la materia orgánica en la fertilidad de

estos suelos.

- A pesar que los análisis manifiestan ciertas carencias de algunos elementos en el suelo,

los análisis foliares presentan niveles adecuados de ellos en las hojas de los árboles. Esto sería

atribuible a la probable formación de micorrizas.

- Se observa un fuerte proceso de lixiviación de elementos, principalmente bases de

intercambio, en los análisis de agua proveniente de los lisimetros. Esto también se manifiesta en

los respectivos valores de pH, los cuales varían desde ligermanete a fuertemente alcalinos.

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- No se observan grandes diferencias en las dimensiones que alcanzan los árboles entre un

ciclo y otro. Sin embargo, las diferencias en volumen pueden llegar a ser importantes, y se

deben solamente al diferente número de árboles por ha. que forman las poblaciones.