Protección del suelo en distintos sistemas de uso de la

Protección del suelo en distintos sistemas de uso de la tierra en la vereda Bellavista, Municipio de El Dovio, Valle del Cauca

Diana Pizano Gómez

Tesis de Pregrado Departamento de Biología, Universidad de los Andes; Bogotá, Colombia.

Director: Zoraida Calle. M.Sc. Biología Universidad del Valle, Cali. Coordinadora del área de Restauración Ecológica Fundación CIPAV (Centro para la investigación en sistemas sostenibles de producción agropecuaria).

Co-director: Pablo Stevenson. Ph.D Programa Interdisciplinario Doctoral de Ciencia Antropológica State University of New York, Stony Brook. Director LEBTYP (Laboratorio Ecología de Bosques Tropicales y Primatología, Universidad de los Andes).

Bogotá, DC.

Mayo 28 del 2013

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Índice

Resumen……………………………………………………………………………………….3

Palabras claves………………………………………………………………………………..3

Introducción…………………………………………………………………………………..3

Agroecosistemas y protección del suelo………………………………………………3

Usos de la tierra en la vereda de Bellavista……………………………………….......4

Preguntas de Investigación e Hipótesis……………………………………………….8

Métodos………………………………………………………………………………………..9

Selección y medición de lotes…………………………………………………………9

Composición y Estructura de la vegetación………………………………………….10

Cobertura del suelo…………………………………………………………………..11

Biomasa de lombrices……………………………………………..............................11

Historia y manejo de los cultivos…………………………………………………….11

Análisis de los datos………………………………………………………………....11

Resultados……………………………………………………………………………………12

Composición y diversidad de especies………………………………………………12

Estructura de la vegetación……………………………………………………......…14

Relación entre la composición y la estructura de la vegetación……………………..14

Cobertura del suelo…………………………………………………………………..15

Abundancia y Biomasa de lombrices……………………………………………......17

Protección del suelo y composición y estructura vegetal………………………........18

Historia y manejo del suelo………………………………………………………….19

Discusión……………………………………………………………………………………..19

Conclusiones…………………………………………………………………………………21

Recomendaciones……………………………………………………………………………22

Agradecimientos……………………………………………………………………………..23

Bibliografía…………………………………………………………………………………..23

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Diana Pizano Gómez. Tesis de Pregrado Departamento de Biología,

Universidad de los Andes; Bogotá, Colombia.

Resumen: En la vereda campesina de Bellavista, Municipio de El Dovio, Valle del Cauca, Colombia, coexisten distintos usos de la tierra, entre ellos el monocultivo comercial de arracacha, el policultivo de seguridad alimentaria, el cafetal agroforestal y el bosque maduro intervenido. Dichos usos de suelo reflejan diferentes intereses de los propietarios de la tierra. En algunos casos hay una mayor preocupación por la autonomía alimentaria y la protección de los recursos naturales, y en otros hay un afán de lucro económico. En el estudio se evaluó como el diseño de la siembra y/o el manejo de la estructura y la diversidad vegetal en cada sistema reflejan dichos intereses, y a su vez la relación que esta complejidad tiene con la protección del suelo. Se esperaba encontrar una relación entre la complejidad de la vegetación, la cobertura del suelo por plantas y residuos vegetales y el grado de protección del suelo. Sin embargo, las correlaciones entre esas variables fueron significativas para la estructura de la vegetación y no para la compisición. Otros factores, adicionales a los estudiados, explican la protección del suelo en un agroecosistema, entre ellos la historia del uso del suelo y el manejo, además de la cercanía a otros usos de la tierra presentes en el paisaje y fragmentos de sistemas naturales.

Palabras claves: cobertura vegetal, complejidad vegetal, protección del suelo, historia y manejo del uso de la tierra, agroecosistema

Introducción

Agroecosistemas y protección del suelo

En Colombia el remplazo de miles de héctareas de cobertura vegetal nativa por sistemas de producción agropecuarios e infraestructura han generado mosaicos donde convergen fragmentos aislados y dispersos de ecosistemas con diferentes tamaños y formas, inmersos en paisajes culturales, principalmente en áreas privadas, donde convergen procesos ecológicos y culturales que constituyen el paisaje rural (Lozano-Zambrano, 2009; Dewan, 2010). Los procesos de fragmentación, que consisten en el cambio estructural del paisaje y los patrones geográficos, afectan principalmente la funcionalidad integral del ecosistema (Gulinck, 2002).

El efecto de las matrices de paisaje es fundamental en paisajes fragmentados, donde predominan parches pequeños de bosques interrumpidos por usos agrícolas del suelo (Gulinck, 2002; Dewan, 2010). Es importante resaltar que la calidad del agroecosistema determinará el tipo de matriz que rodea a los ecosistemas originales, determinando a su vez la intensidad del efecto de borde que se da por la fronteras agropecuarias (Franklin, 2009). En vista de que la agricultura es uno de los usos del suelo que más presión ejercen sobre el paisaje, alterando la diversidad potencial de un ecosistema, la productividad primaria y además alterando la calidad del suelo (Gulinck, 2002: Lambin, 2006), es fundamental encontrar distintos sistemas productivos que tengan menor impacto ambiental (Tscharntke,

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2005). Sin embargo también es importante considerar la regulación interna de la función ecológica dentro de estos sistemas, que aseguraran sus sostenibilidad productiva y la subsistencia de la comunidad asociada a estos. En paisajes rurales agropecuarios, cada cultivo o uso de suelo individual se comporta como una unidad de manejo y de producción. En términos ecológicos, las plantas que ocupan estos cultivos constituyen una comunidad de organismos, que considerada junto a las características químicas y físicas del ambiente, constituyen un agroecosistema. El manejo que se le da a un cultivo pretende controlar la estructura de la comunidad y sus aspectos físicos y químicos (Connor, 2011). La diversidad de especies vegetales asociadas a los sistemas agrícolas, la comunidad en este caso, determina además la biodiversidad total del agroecosistema al influenciar la composición y abundancia de biota asociada, que a su vez afectan los procesos de las plantas y del suelo (Matson, 1997). En este orden, la función de regulación interna en un agroecosistema depende del nivel de diversidad de fauna y flora, ya que esta comunidad biológica presta una variedad de servicios ecológicos más allá de la producción de alimentos, incluyendo el reciclaje de nutrientes, la regulación del microclima y el cuidado del suelo (Altieri, 1999). La vegetación a su vez contribuye a la cobertura vegetal del suelo, la cual amortigua o intercepta los potenciales procesos de erosión y cuidados del suelo. Un suelo desnudo tenderá a sufrir de erosión por el viento, la escorrentía hídrica y la labranza. Una vegetación diversificada y de estructura compleja, es una alternativa para proteger el suelo ya que el entrelazamiento de las distintas raíces genera un anclaje profundo y lateral (Gray, 1996) que sujeta al suelo, genera suelo nuevo al depositar materia orgánica, y protege a este de los efectos climáticos (Stocking, 1995) al interceptar la lluvia y el viento a nivel vertical y al controlar la escorrentía y la infiltración sobre la superficie del suelo. Se debe considerar que la pérdida y degradación del suelo son fenómenos irreversibles o que tardan muchos años en recuperarse (Hernández, 1995). En estos agroecosistemas, al igual que en sistemas naturales, las lombrices son consideradas ingenieras ecosistémicas en el sentido de que crean diversas estructuras organo-minerales en el suelo que influencian las dinámicas de materia orgánica y las propiedades físicas del suelo, especialmente la porosidad y la agregación, que a su vez determinan el almacenamiento de agua y su circulación, y por ende previenen posibles fenómenos de erosión (Lavelle, 1997). Estos ingenieros ecosistémicos son sensibles a los cambios que ocurren en las condiciones físicas de su entorno, bien sea como resultado de presiones antropogénicas o de factores naturales (Lavelle, 1997). Esta sensibilidad permite que la presencia y la abundancia de lombrices sean indicadores de la salud del suelo, y del tipo de manejo que se le da al suelo en el que habitan. Las propiedades del suelo son tanto las determinantes como la consecuencia de la actividad de lombrices en el suelo (Lavelle, 1988).

La abundancia y diversidad de especies en comunidades de lombrices es dependiente de condiciones climáticas, especialmente la ocurrencia de periodos secos y/o fríos, el tipo de vegetación, la textura del suelo y el contenido nutricional (Lavelle, 1988). En los agroecosistemas, las comunidades de lombrices son muy sensibles a las prácticas de manejo del suelo ya que estas generan un régimen de perturbaciones y modifican la disponibilidad de los recursos tróficos para la fauna del suelo (Decaëns, 2002).

Por último, no se debe olvidar que la mayoría de los productores no toma las decisiones sobre el manejo de su sistema agropecuario con un criterio de reducir el impacto ambiental y favorecer la funcionalidad ecosistémica y la sostenibilidad, sino por la rentabilidad y la productividad de este, según un análisis de corto plazo. Sin embargo, los efectos de la biodiversidad y la protección del suelo bien pueden afectar la viabilidad a largo plazo y el rendimiento productivo (Altieri, 1999).

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Usos de la tierra en la vereda de Bellavista

La vereda de Bellavista está ubicada en el municipio de El Dovio al norte del Valle del Cauca sobre la vertiente occidental de la Cordillera Occidental de los Andes. Tiene una elevación de 1600-1860 msnm y una temperatura promedio de 18°C. La vereda tiene influencias climáticas de la costa Pacífica, principalmente una humedad relativa superior a 90%, lluvias entre 2500 y 2700 mm de precipitación anual (Rodríguez, 2009). Su topografía es montañosa, con pendientes moderadas a fuertes y dividida por la presencia de la microcuenca Los Sainos. La zona de vida es bosque húmedo montano.

Figura 1: Ubicación del municipio de El Dovio en el Departamento del Valle del Cauca, Colombia.

Figura 2: Vista área de la vereda de Bellavista, municipio de El Dovio, ubicada sobre la microcuenca los Sainos. A través de la microcuenca se pueden observar los remanentes del bosque húmedo montano rodeando la quebrada. Adicionalmente se pueden observar diferentes texturas correspondientes a la variedad de usos de suelo. La imagen es del año 2008.

Bellavista está compuesta por una comunidad, en su mayoría emparentada, de distintos núcleos familiares campesinos. Las fincas familiares son microfundios y minifundios entre 0,3 y tres hectáreas. Esta comunidad ha construido un tejido social fuerte y un método participativo para la toma de decisiones sobre la vida en la comunidad, las actividades productivas y las de conservación ambiental. Ejemplos de esto son la asociación Campab para el apoyo a los sistemas productivos, que promueve mingas (jornadas de mano prestada o trabajo comunitario) y sostiene un fondo rotatorio; y la iniciativa de Herederos del Planeta, un grupo de niños y jóvenes comprometidos con la conservación, que han participado en la

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compra de una reserva natural para la restauración del bosque, la conservación de la microcuenca de su vereda y el establecimiento de un vivero de árboles nativos.

La comunidad ha participado en procesos de investigación desde 1987 con el acompañamiento de diferentes instituciones. La investigación en general ha estado dirigida hacia la sostenibilidad de los sistemas productivos y la implementación de tecnologías alternativas. En 1988 comienza una relación estrecha entre la comunidad y el CIPAV, Centro para la Investigación en Sistemas Sostenibles de Producción Agropecuaria, donde se acentúa el carácter de investigación aplicada y participativa por medio del diálogo de saberes (Espinel, 1997). En 1992 se realiza el primer ejercicio de planificación de la microcuenca, a partir del cual surgirá el concepto de la planeación predial (Zoraida Calle, comunicación personal, abril del 2013) que será liderado por el líder de la comunidad campesina, Tiberio Giraldo. La planeación predial hace referencia a la planeación del uso del espacio dentro del minifundio para optimizar la producción para el autoconsumo, proporcionando seguridad alimentaria humana y animal en áreas reducidas. Es importante resaltar que en esta planeación se toma en consideración la protección de las fuentes hídricas y del suelo, y de la biodiversidad asociada a los cultivos.

Si bien históricamente las actividades productivas dominantes eran la siembra y el beneficio del café, de tomate de árbol, el lulo y la granadilla, estos cultivos fueron afectados por crisis sucesivas desatadas por problemas fitosanitarios que varias veces pusieron en riesgo el sustento económico y por consiguiente la seguridad alimentaria de la comunidad (Zoraida Calle, comunicación personal, agosto del 2012). Es en el contexto de crisis históricas asociadas a ciertos cultivos comerciales y de investigación aplicada sobre planeación predial eficiente que en la comunidad se desarrollaron sistemas productivos que proporcionan seguridad alimentaria y animal. En estos cultivos se implementaron prácticas sostenibles ambientalmente tales como el establecimiento de cercos vivos, y la fertilización con material orgánico.

Si bien actualmente cada familia produce una parte de su autoconsumo, en la vereda existen varios sistemas productivos con fines comerciales externos a la comunidad. Algunos de estos son cultivos mixtos, manejados de manera tradicional y sostenible, tales como el café bajo sombrío o sistema agroforestal mixto de alimento, forraje y árboles maderables; mientras que hay una nueva ola de monocultivos con alta demanda en el mercado, aunque menos sostenibles. Este es el caso de la arracacha. Si bien en la vereda el consenso es la no utilización de herbicidas químicos, ni prácticas de quema en sentido general, el cultivo de arracacha se rige por principios diferentes y causa pérdidas significativas de suelo por erosión asociados a un mal manejo y a su manera de cultivar comercial. Los nuevos cultivos de arracacha han difundido en la comunidad estas malas prácticas de manejo.

En este contexto, la comunidad de la vereda se enfrenta a distintas formas de producción que combinan intereses como la seguridad alimentaria, el cuidado del medio ambiente y la preocupación por los servicios ambientales, además de intereses comerciales. Todos estos intereses se conjugan en una variedad de usos del suelo, unos más sostenibles y tradicionales que otros. A continuación se describirán brevemente los tres sistemas productivos comunes en la vereda y sobre los cuales se centró el estudio.

La arracacha, Arracacia xanthorriza, se cultiva desde los 1500 hasta los 3200 msnm, frecuentemente en suelos con inclinaciones altas. Su siembra se hace por medio de trozos de la taruga o colino de la planta madre ya cosechada, a partir de los cuales retoñan las hojas y se forma la raíz principal. Es una especie anual, con tiempos de cosecha variables según la región, entre siete y doce meses. La preparación del suelo para la siembra se cumple con el arado por medio de un azadón. La distancia de siembra recomendada entre surcos es de 0,80 a 1,00 m y entre plantas 0,30 a 0,60. (Tapia, 2007). La arracacha se considera una especie de fácil manejo ya que no necesita de mucho cuidado ni de insumos agrícolas externos. Las partes aprovechables de la arracacha son la raíz para alimento humano y como subproducto

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comercial y la taruga como semilla o para el engorde de animales. La arracacha se cultiva a manera de monocultivo porque muchos productores consideran que el crecimiento subterráneo de la raíz (parte comercializable) se ve afectado por la sombra, y porque se desea maximizar el área de producción (Diego Giraldo, conversación personal, diciembre del 2012). Adicionalmente, se piensa que la arracacha tiene propiedades alelopáticas que pueden afectar el crecimiento de otras plantas en caso de sembrarse en policultivo.

En la vereda de Bellavista la variedad de arracacha que se siembra más comúnmente es la veteada. Se tiende a sembrar en forma de monocultivo por lo que el lote es despejado de cualquier otra especie vegetal. Generalmente la limpieza inicial se hace con motosierra para tumbar los árboles, que luego se queman para obtención de carbón vegetal, y azadón. La labranza posterior de la tierra se hace con azadón igualmente. En algunos casos particulares se ha visto la utilización de fuego para despejar la vegetación. Típicamente se siembra a través de la pendiente bajo la técnica “tresbolillo” (ver Figura 1, café al tresbolillo), a 70 cm de distancia entre plantas y entre surcos (Ramiro y Julián Giraldo, conversación personal, diciembre del 2012). El cultivo dura los doce meses del año. En general no se utilizan agroquímicos, y el deshierbe se hace con azadón, machete y guadaña tres veces al año, proveyendo abono verde. Sin embargo en algunos casos se ha observado que para el deshierbe se aplican herbicidas. La raíz cosechada se vende en el pueblo. La demanda en el mercado es constante, aunque su precio es variable. Para diciembre del año 2012, la carga de 125 kilogramos se vendía a 70.000 pesos colombianos (Julián Giraldo, conversación personal, diciembre del 2012). En la vereda no hay autoconsumo humano ni animal de la arracacha. El cultivo de arracacha es una fuente importante de trabajo en la región (siembra, deshierba, cosecha y separación de partes, acarreo por arrieros). Algunos lotes de cultivo de arracacha muestran a simple vista señales de erosión severa (surcos amplios y cárcavas) y una alteración de propiedades físicas como la porosidad y la humedad del suelo.

Figura 3: Técnica de siembra en pendiente “tresbolillo” para el cultivo de café. a.) El primer paso requiere la demarcación de los surcos a través de la pendiente; posteriormente con triángulos equiláteros se demarca la distancia entre las plantas de cada surco. b.) Para el café se obtiene en promedio una distancia entre plantas de 1.60 m y entre surcos de 1.28 m.

La distancia entre surcos se calcula mediante triángulos para evitar que existan surcos verticales a favor de la pendiente y procurando que los surcos nunca se encuentren. Para ello se utilizan tres varas, de manera que las dos varas que se extienden al surco siguiente tienen una longitud del 80% de la distancia entre plantas en el mismo surco (Ramiro Giraldo, conversación personal, diciembre del 2012).

Los sistemas de policultivo de plantas de ciclo corto y forrajes comprenden una mezcla variable de las especies vegetales de ciclo corto y forrajeras aprovechables de la región, sobre todo para consumo alimenticio del hogar y de los animales de la finca, y en algunos casos para la comercialización del excedente. En la vereda de Bellavista se observan por lo general las siguientes especies: bore, morera, nacedero, caña, plátano, banano, piña, lulo, fríjol, maíz, yuca, café, arracacha y frutales leñosos. Las combinación de especies varía dependiendo de la necesidad de la finca, las preferencias del agricultor, del espacio disponible y de la

1.60 m

1.28 m

a. b.

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dependencia de este cultivo para el consumo del hogar. La cosecha de estos sistemas se reparte a través del año, dependiendo tanto de los ciclos productivos de cada planta como de la necesidad inmediata de ella. Dado que estos cultivos no comprenden generalmente la actividad predominante del propietario de la tierra, el manejo se hace cada vez que hay tiempo de sobra, proveyendo un deshierbe general con machete o azadón y fertilización con estiércol o lixiviado de estiércol animal y/o abono vegetal verde. En estos cultivos se observa una mezcla entre plantas anuales y perennes. Los arreglos típicos de estos policultivos son en franjas horizontales alternas de distintas especies sobre la pendiente, aunque el arreglo se acomoda a la forma del lote.

Los cultivos agroforestales mixtos tienen como generalidad productiva el café bajo sombrío. La distancia de siembra recomendada por la Federación de Cafeteros de Colombia para la variedad castilla es de 1.30 x 1.30 m, por lo cual no es la variedad más recomendada para policultivos. El café se cultiva en conjunto, en algunos casos con forrajes animales, pero a manera general con plátano y banano, y árboles maderables o que proporcionen sombrío.

En los sistemas de café bajo sombrío de la vereda predominan algunas de las variedades tradicionales de café (Caturro, Arábico, variedad Colombia), aunque ha habido una renovación reciente por la variedad Castilla apoyada por la Federación, que no sufre de roya y no tolera sombrío. La siembra de todas las variedades se hace a 1.60 x 1.60 m debido a la baja productividad propia de una zona tradicionalmente considerada marginal para el cultivo del café. Al igual que la arracacha, el café se siembra a través de la pendiente bajo la técnica de “tresbolillo” (ver Figura 1). En la vereda Bellavista la producción de café no es marginal debido a la altitud y a que la “brisa” (nombre local de la neblina) que trae consigo una humedad de la costa Pacífica quema la planta de café si esta no tiene protección arbórea (Evelio Giraldo, conversación personal, diciembre del 2012). Para los habitantes de la vereda, el café es un cultivo apetecido por su demanda constante, por ser un cultivo longevo y por su relativa facilidad de manejo, que ofrecen una cierta estabilidad a pesar del bajo precio de compra para el caficultor (Ramiro Giraldo, conversación personal, diciembre del 2012).

Las especies arbóreas utilizadas más comúnmente como sombrío en la región son el guamo, el cedro, el nogal cafetero, distintos laureles y en algunos casos los cítricos. Estos se siembran a distancias de 10 x 10 m en medio del cultivo de café. La planta del café, según la variedad y decisiones de manejo, es una planta longeva (vida útil desde 4 a 30 años) que da una cosecha importante una vez al año en mayo, y una cosecha pequeña denominada “traviesa” en octubre. El manejo del cultivo del café se realiza entre dos y tres veces al año en donde se platean los árboles y se deshierba a manera general la maleza con guadaña, azadón o machete. El café de la vereda se vende a intermediarios que ofrecen un precio variable asociado en parte a la cotización del dólar. Para diciembre del 2012, 1 arroba (12.5 kilogramos) se vendía por 54.000 pesos colombianos (Ramiro Giraldo, conversación personal, diciembre del 2012). Es importante resaltar que ninguno de los habitantes de la vereda está afiliado a la Federación de Cafeteros ya que esta exige una producción mínima que la región no puede cumplir, por lo que no reciben subsidios ni insumos y no pueden vender a la Federación sino a intermediarios (Ramiro Giraldo, conversación personal, diciembre del 2012). El café brinda trabajo en la vereda, en particular a las mujeres en la fase de embolsado y cosecha del grano.

Preguntas de Investigación e Hipótesis

Los distintos sistemas productivos agrícolas expresan diferentes intereses de los propietarios de la tierra. En algunos casos hay una mayor preocupación por la autonomía alimentaria y la protección de los recursos naturales, y en otros hay un afán por un lucro económico. En el presente estudio se evaluó cómo el sistema de siembra, el manejo y la estructura de la vegetación en distintos sistemas de producción agrícola de una vereda campesina se relacionan con la protección del suelo. Las preguntas de investigación son:

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¿Cómo varían la estructura y la diversidad vegetal y la protección del suelo en tres sistemas productivos agrícolas en la vereda de Bellavista?, y

¿Existe una relación entre la estructura y la diversidad vegetal y la protección del suelo en los tres sistemas productivos?

Las hipótesis planteadas son:

1. Los policultivos para la seguridad alimentaria y los cafetales bajo sombrío tienen una vegetación con estructura y diversidad intermedias entre las del bosque y el monocultivo de arracacha.

2. En los policultivos para la seguridad alimentaria y cafetales bajo sombrío, la protección del suelo medida directamente a través del grosor de la hojarasca y las plantas de cobertura, e indirectamente a través de la biomasa de lombrices, es intermedia entre la bosque y la del monocultivo de arracacha.

3. La protección del suelo está correlacionada con la estructura y la composición de la vegetación.

Para poner a prueba estas hipótesis se comparó un uso de la tierra con fines de autoconsumo (huerto para la seguridad alimentaria), uno que integra la preservación de recursos naturales y la demanda estable del mercado (café con sombrío o sistema agroforestal), y un monocultivo destinado a la venta de un producto de alta demanda en el mercado actual (arracacha).

Para medir la complejidad vegetal se evaluó la composición y estructura vegetal en términos de un índice de riqueza de especies, el volumen total de la vegetación (VTV) y la diversidad de estratos foliares (DEF). Para medir la protección del suelo se evaluó cuantitativamente la cobertura directa sobre el suelo bajo las categorías suelo desnudo, residuos vegetales (ramas u hojarasca) y vegetación (plantas vivas), y los porcentajes conjugados de cobertura de suelo y dosel. También se midió el grosor de la hojarasca en cada sistema. Adicionalmente se evaluó la biomasa de lombrices en cada sistema como medida de respuesta de estos organismos a la protección del suelo.

El proyecto de investigación está enmarcado en una agenda de aprendizaje propia de la comunidad de Bellavista. Al proceso de investigación participativa se vincularon dos jóvenes de la vereda en calidad de co-investigadores de campo y con ellos se trabajó la temática del estudio pretendiendo que ellos se apropiaran de las herramientas científicas y de muestreo para indagar sobre la realidad en su entorno. Se espera que una vez alcanzados los resultados de la investigación estos sean compartidos con el resto de la comunidad para crear un espacio de reflexión y de apropiación del significado de estos resultados.

Métodos

Selección y medición de lotes

Se seleccionaron tres usos de suelo característicos de la vereda: Monocultivo de arracacha, Policultivo de plantas de ciclo corto y forrajes, y café con sombrío (cultivo Agroforestal mixto). Adicionalmente se tomó como control positivo el Bosque maduro fragmentado de la vereda.

Para cada uso del suelo mencionado anteriormente, se muestrearon 4 lotes en propiedades distintas que tuvieran entre 450 y 7,000 m2 y procurando que fueran lotes espacialmente independientes, es decir dispersos (no agregados) en la vereda. Adicionalmente, se seleccionaron 4 fragmentos de bosque de la vereda sobre la misma microcuenca como control positivo. Cada área de estudio fue muestreada durante dos periodos de tres semanas, durante los cuales se visitaron los lotes en el orden dictado por su distribución sobre la vía principal,

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en época de sequía (julio) y en época de lluvias (diciembre) del año 2012. Además de la variación estacional, se pretendió considerar la variación a través del año debido a las prácticas de manejo. Para cada lote de estudio se tomaron sus coordenadas geográficas y la altitud para producir un mapa de la distribución espacial de estas áreas en la vereda. Adicionalmente se obtuvieron los porcentajes de inclinación promedio para cada lote a partir de la medición de la distancia vertical (tangente del ángulo de inclinación de la pendiente) entre el extremo de una vara sostenida a nivel sobre la pendiente y el suelo. En cada lote se establecieron transectos de 30 metros de longitud directamente sobre el suelo. El número de transectos en cada lote (uno a tres) se definió con base en una evaluación visual de la heterogeneidad del mismo. Se usaron los promedios de los transectos de cada lote para estimar el valor de cada variable. Sobre el transecto se tomaron distintas medidas para

describir la complejidad de la vegetación y la cobertura del suelo, según el protocolo utilizado por Calle 2013, como se describe a continuación.

Composición y Estructura de la vegetación

A un (1.0) metro de distancia a lado y lado del transecto (es decir, en parcelas alargadas de 60m2) se midió el diámetro de todas las plantas con un diámetro basal (DB)> 1 cm, o preferiblemente el diámetro a la altura del pecho (DAP)> 1 cm en las plantas que alcanzaran esta altura, y su correspondiente altura total.

Aquellas plantas que fueron registradas por tener un (DAP)> 1 cm sobre el transecto fueron identificadas. Se obtuvo el índice de riqueza de Shannon-Wiener (H´) que toma en cuenta tanto la abundancia como la equidad de especies de plantas presentes en la comunidad con el paquete Vegan de R64.

Por otro lado, en cada lote se midió la composición de arvenses en cada sistema levantando tres subparcelas de 1 m2 divididas en cien puntos; se identificó la especie de la planta herbácea que caía bajo cada punto (ver Figura 2). Con esta información se cuantificó la riqueza y abundancia de plantas arvenses (malezas) en cada uso del suelo. Para los controles positivos no se realizó esta medida ya que no se encontraron arvenses sino hojarasca y bancos de plántulas.

Figura 4: Distribución de los distintos usos de suelo muestreados en la vereda. El verde corresponde al sistema de bosque, el café al sistema agroforestal cafetal bajo sombrío, el anaranjado al sistema policultivo de seguridad alimentaria y el amarillo al monocultivo de arracacha.

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Sobre quince puntos del transecto, cada dos (2.0) metros, se tomó una medida correspondiente a los estratos foliares por medio del registro del contacto de la vegetación con una vara calibrada con franjas de 10 cm que se extendió verticalmente. En los puntos de contacto donde la altura de la vegetación superaba a la de la barra, se estimó visualmente la altura correspondiente. Con estos datos se obtuvo el volumen total de la vegetación (VTV) y la diversidad de estratos foliares (DEF). Este método se basó en el “método de la vara” de Mills et al. de 1991. El volumen total de la vegetación se calculó como VTV=h/10p, donde h es el número de hits a través de toda la vara y p es el número de puntos sobre el transecto. Las unidades están en metros cúbicos de vegetación por metro cuadrado de terreno. A partir de estos datos también se obtuvo la diversidad de estratos foliares

DEF, tratando cada metro de la vara como un estrato foliar, y utilizando el índice de información de Shannon y Weiner H´=-∑pi*ln (pi), donde pi es la proporción total de hits encontrados en el metro (Mills, 1991, Calle et al., 2013). De esta manera se toma a cada punto del transecto como un individuo y a cada estrato foliar como una especie. Cobertura del suelo Sobre 8 puntos del transecto, cada cuatro (4.0) metros se midió el porcentaje de cobertura de dosel a partir de la lectura de un densitómetro esférico de copa, sostenido a la altura del pecho.

Sobre 24 puntos del transecto, cada medio (0.5) metros se categorizó a la cobertura del suelo sobre un punto específico bajo las siguientes categorías: suelo desnudo, vegetación (planta viva) o residuos vegetales (ramas y hojarasca). Adicionalmente se obtuvo un promedio del grosor de la hojarasca sobre el suelo.

Se conjugaron las medidas de cobertura de dosel y la cobertura cuantitativa directa del suelo para obtener los porcentajes de suelo cubierto y cobertura de dosel (SCCD), suelo desnudo y cobertura de dosel (SDCD), suelo cubierto sin cobertura de dosel (SCSCD) y suelo desnudo sin cobertura de dosel (SDSCD).

Abundancia y Biomasa de lombrices

En cada lote se midió en tres puntos al azar la biomasa de lombrices según el método del monolito (Rossi, 1997), donde tras barrer la hojarasca superficial se cava en el suelo un monolito de 20 x 20 cm, con profundidad de 30 cm, y se pesa la biomasa fresca de la totalidad de las lombrices en cada una de las tres franjas de profundidad de 10 cm del monolito. Para este fin se utilizó una balanza electrónica LEXUS Mix.

Historia y manejo de los cultivos

A cada propietario de cada lote se le entrevistó para determinar los tiempos de siembra, el manejo del sistema, el interés detrás de ese uso del suelo y la historia reciente de ese lote particular.

Análisis de los datos

Se utilizó un n=4 para cada uso de suelo por época de muestreo. Cada sistema muestreado en una época distinta fue considerado como independiente debido a que no había diferencia significativa por época y que además los datos no se tomaron exactamente en el mismo lugar dentro de cada lote.

Figura 5: Retícula para medir la composición de arvenses. En cada intersección de la retícula se registra un individuo el cual es identificado a nivel de especie. De esta manera se obtienen 100 individuos presentes en la cobertura vegetal de 1 m2.

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Las diferencias entre los distintos sistemas y las épocas de muestreo se exploraron con la prueba paramétrica ANOVA, seguida por un test de Tukey para ver diferencias significativas, o en caso de distribuciones no normales sin posibilidad de transformación, con la prueba no paramétrica de Kruskal-Wallis, seguida por la prueba de Dunn de comparaciones múltiples. En algunos casos los datos fueron transformados para ajustarlos a una distribución normal (raíz cuadrada y log (x+1)). Estas pruebas se realizaron en el programa estadístico R64. Los datos fueron graficados con el programa Prism versión 5.0. Para las correlaciones y las pruebas de regresión linear se utilizó Excel para graficar y para obtener los coeficientes de correlación. Los valores-p para la prueba de modelamiento linear se obtuvieron con R64. Para el Análisis Linear Discriminante y la Ordenación Discriminante se utilizó el programa JMP 9. Para todas las pruebas se utilizó un valor-p ≤ 0.05 para rechazar las hipótesis nula y reconocer significancia.

Resultados

Composición y diversidad de especies

Las especies vegetales que se encontraron en los monocultivos son arracacha (Arracacia xanthorrhiza), maíz (Zea mays), plátano (Musa sp.), café (Coffea arabica), montefrío (Alchornea glandulosa), cedro (Cedrela angustifolia) y caimo (Chrysophyllum cainito), en orden de abundancia. En promedio por cultivo se encontró una riqueza de especies de 1.25 para julio y de 1.5 para diciembre; y un índice de diversidad de Shannon de 0.33 y 0.43 correspondientemente para las épocas.

En los policultivos se encontró caña de azúcar (Saccharum officinarum), bore (Alocasia macrorrhiza), café, plátano, banano (Musa paradisiaca), arracacha, lulo (Solanum quiotense), piña (Ananas comosus), maíz, yuca (Manihot esculenta), morera (Morus alba), cebolla larga (Allium fistulosum), papayuelo (Carica pubescens), ramio (Boehmeria nívea), nacedero (Trichantera gigantea), indeterminado_1, limón mandarina (Citrus limonia), pasto imperial (Axonopus coparius), salvia dulce (Salvia sp.), arboloco (Montanoa quadrangularis), arrayán (Myrcianthes_leucoxyla), Laurel sp., guamo (Inga codonantha), besito (Impatiens walleriana), (Billia columbiana), mora (Mora moro), guayaba (Psidium guajava), limón (Citrus limon), naranjo (Citrus sinensis), indeterminado_2, indeterminado_3, tomate de árbol (Solanum betaceum), chagualo (Myrsine guianensis), (Solanum sp.), higuerón (Ficus sp.), fríjol (Phaseolus vulgaris), uchuva (Physalis peruviana), aguacate (Persea americana), mano de oso (Oreopanax sp.), chachafruto (Erythrina edulis) y limoncillo (cf. Swinglea glutinosa) en orden de abundancia. En promedio por cultivo se encontró una riqueza de especies de 8.75 para julio y de 4.67para diciembre; y un índice de diversidad de Shannon de 1.62 y 1.32.

En los sistemas agroforestales se encontró en orden de abundancia: café, plátano, nacedero (Trichanthera gigantea), banano, piña, yuca, nogal (Cordia alliodora), bore (Alocassia xanthorrhiza), aguacate, guamo (Inga codonantha), botón de oro (Tithonia diversifolia), morera (Morus alba), cedro (Cedrela montana), chagualo (Myrsine guianensis), laurel amarillo (Nectandra angusta), tomate de árbol (Solanum betaceum), papayuelo, Laurel sp., lulo, arracacha, Asteraceae sp., caimo (Chrysophyllum cainito), mestizo (Cupania sp.), aguacatillo (Persea caerulea), uchuva y pringamosa (Urtica sp.). En promedio por cultivo se encontró una riqueza de especies de 4.83 para julio y de 7.08 para diciembre; y un índice de diversidad de Shannon de 1.41 y 1.32 para las épocas correspondientemente.

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Gráfica 1: Riqueza de especies (S) e Índice de diversidad de Shannon (H´) para las plantas con DB>10cm o DAP>1cm en Monocultivos, Policultivos, sistemas Agroforestales y Bosques en Julio y Diciembre, 2012 (n=4, parcelas de 60 m2).

Dado que los datos para la Riqueza de especies y el Índice de Diversidad de Shannon no se ajustan a una distribución normal (test de Shapiro, valor-p ≤ 0.01), se realizaron pruebas no paramétricas para probar si hay diferencias significativas entre los sistemas y las épocas de muestreo. Para la riqueza de especies hay diferencias significativas según los diferentes sistemas y las épocas de muestreo (Prueba de Kruskal-Wallis, valor-p < 0.05). Una prueba de comparaciones de medias multiples indica que hay diferencias significativas entre el Monocultivo y el Bosque (Prueba de Dunn, valor-p < 0.05). Con respecto al Índice de Diversidad de Shannon hay diferencias significativas según los diferentes sistemas y las épocas de muestreo (Prueba de Kruskal-Wallis, valor-p < 0.05). Una prueba de comparaciones de medias multiples indica que hay diferencias significativas entre el Monocultivo y el Bosque (Prueba de Dunn, valor-p < 0.05).

Se realizó una ordenación discriminante para comprar la separación de los sistemas según la abundancia de especies, como se muestra a continuación.

Gráfica 2: Ordenación a partir de análisis discriminante que muestra la discriminación de los sistemas productivos: Monocultivo, Policultivo y Agroforestal, a partir de la abundancia de especies para cada transecto realizado en el estudio en julio y diciembre, 2012 (Monocultivos (n=12), Policultivos (n=16), Agroforestales (n=21)).

M

P

A

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Adicionalmente se realizó un Análisis Discriminante Linear que indica con un 100% de probabilidad la independencia de los sistemas según la abundancia de las especies (lambda de Wilk < 0.01). Por otro lado, en el Monocultivo se encontró en promedio 7.7 especies de plantas arvenses para julio y 19.2 para diciembre, con Índices de Diversidad de Shannon de 2.5 y 1.2 correspondientemente. En el Policultivo se encontró 22.7 y 13.0 especies de plantas arvenses en julio y en diciembre, con Índices de Diversidad de Shannon de 2.9 y 2.1 correspondientemente. Para el Agroforestal se encontró 22.7 y 22.2 especies de plantas arvenses en julio y en diciembre, con Índices de Diversidad de Shannon de 2.8 y 2.7 correspondientemente.

Gráfica 3: Riqueza de especies (S) e Índice de diversidad de Shannon (H´) para las plantas arvenses en Monocultivos, Policultivos, sistemas Agroforestales y Bosques en Julio y Diciembre, 2012 (n=4, parcelas de 60 m2).

Un ANOVA muestra que la Riqueza de especies (S) y el Índice de Diversidad de Shannon (H´) para las plantas arvenses son diferentes entre los sistemas (valor-p < 0.05). Para la Riqueza de especies (S) se encuentra que el Monocultivo en julio y el Policultivo en julio, y que el Monocultivo en julio y el Agroforestal en julio son significativamente diferentes (Prueba de Tukey, valor-p < 0.05). Para el Índice de Diversidad de Shannon (H´) un test de Tukey muestra que hay diferencias significativas entre los sistemas de Monocultivo y Agroforestal, y que el Monocultivo en julio y el Policultivo en julio son significativamente diferentes (valor- p < 0.05).

Estructura de la vegetación En vista de que los datos de VTV y DEF no tienen una distribución normal (test de Shapiro- Wilk de normalidad: p=0.05716 y 0.04296 respectivamente), se aplicó la transformación de raíz cuadrada (sqrt) para obtener valores con distribución normal (test de Shapiro- Wilk de normalidad, p=0.1364 y 0.4538 respectivamente). Se realizó un ANOVA para evaluar la variación temporal de DEF y VTV (en las distintas épocas de muestreo). Hay diferencias significativas entre los sistemas en el volumen total de la vegetación (VTV) (valor-p=2.39e-12), pero no entre épocas del año (valor-p=2.39e-12). La interacción es casi significativa entre sistema y época (valor-p=0.0534). En julio y diciembre se encontró un VTV promedio de 0.08 y 0.24 en los monocultivos respectivamente, 0.46 y 1.63 en los policultivos , 0.81 y 0.84 en los agroforestales y 1.14 y 1.21de en los bosques. La diversidad de estratos foliares (DEF) varía significativamente entre sistemas (p=1.26e-08), pero no entre épocas (p= 0.250). La interacción no es significativa entre sistema y época (p=0.335). Para los monocultivos se encontró una DEF de 0.19 y 0.38 para julio y diciembre respectivamente, para los policultivos 0.96 y 0.98, para los agroforestales de 7.30 y 1.75, y para los bosques de 2.45 y 3.43. Un test de Tukey mostró que hay diferencias significativas en la DEF entre todos los sistemas excepto entre el cafetal y el sistema de seguridad alimentaria (valor-p=0.1018615).

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Gráfica 4: Volumen Total de la Vegetación y Diversidad de Estratos Foliares en los diferentes sistemas productivos: Monocultivos, Policultivos, sistemas Agroforestales y Bosques en Julio y Diciembre, 2012.

Relación entre la composición y la estructura de la vegetación

La composición (S y H´) y la estructura de la vegetación (VTV y DEF) no están fuertemente correlacionadas. La Riqueza de especies (S) y el Volumen Total de la Vegetación (VTV) tienen un coeficiente de correlación de 0.12; mientras que la Riqueza de especies (S) y la Diversidad de Estratos Foliares (DEF) tienen un coeficiente de 0.23. Por otro lado, el Índice de Diversidad de Shannon (H´) y el Volumen Total de la Vegetación (VTV) tienen un coeficiente de correlación de 0.14; mientras que el Índice de Diversidad de Shannon (H´) y la Diversidad de Estratos Foliares (DEF) tienen un coeficiente de 0.17.

Cobertura del suelo

Los porcentajes promedio de suelo desnudo en julio y diciembre fueron 38.33 y 12.08% para el monocultivo, 5.63 y 6.67% para los policultivos, 5.0 y 3.61% para los agroforestales y 1.25 y 5.00% para los bosques respectivamente.

En consecuencia, los porcentajes de cobertura del suelo por vegetación en julio y diciembre fueron: 22.08 y 43.33% para el monocultivo, 45.42 y 35.83% para los policultivos, 26.11 y 31.88% para los agroforestales , y 30.00 y 14.17% para los bosques, respectivamente.

Los porcentajes de cobertura por ramas y hojarasca para el monocultivo son 39.58 y 44.58%, para el policultivo 48.96 y 58.06%, para los agroforestales de 68.89 y 66.04%, y para los bosques 68.75 y 80.83%, para julio y diciembre respectivamente.

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Estructura

Composición

S~VTV: cor=0.12 S~DEF: cor=0.23 H~VTV: cor=0.14 H~DEF: cor=0.17

Gráfica 5: Correlaciones entre la Composición de la vegetación entendida como la Riqueza de especies (S) y el Índice de Diversidad de Shannon (H`) y la Estructura de la vegetación entendida como el Volumen Total de Vegetación (VTV) y la Diversidad de Estratos Foliares (DEF) para todos los transectos realizados .

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Los datos

de cobertura directa sobre el suelo se ajustan a una distribución normal, excepto por el porcentaje de cobertura correspondiente a suelo desnudo (test de Shapiro- Wilk de normalidad,p=3.317e-07). Se aplicó la transformación log (x+1), que acerca los valores extremos, resultando en una normalidad en la distribución (test de Shapiro- Wilk de normalidad, p= 0.1758).

Se realizó un ANOVA para probar la variación entre los distintos porcentajes para cada sistema en cada época de muestreo. No hay diferencias significativas entre el porcentaje de suelo desnudo según la época (valor-p= 0.94359), a excepción del monocultivo (valor-p=0.0296 prueba ANOVA); pero si hay una diferencia significativa en esta variable entre sistemas (p=6.83e-05), explícitamente entre el monocultivo y los demás sistemas.

La época no influye significativamente en el porcentaje la cobertura por ramas y hojarasca (valor- p=0.3996), pero que sí hay diferencias significativas entre usos de la tierra en esta variable (valor- p=0.0112), explícitamente entre el bosque y el monocultivo (valor-p= 0.0117700 prueba Tukey).

En cuanto al porcentaje de cobertura del suelo por vegetación, no varía significativamente ni entre los dos períodos evaluados (p= 0.956), ni entre el sistemas o usos de la tierra (p= 0.353).

El grosor promedio de la hojarasca para el monocultivo es 2.30 y 2.34 cm, para el policultivo es 5.35 y 5.81 cm, para el agroforestal es 6.52 y 5.93 cm, y para el bosque es 3.90 y 7.63 cm, para julio y diciembre respectivamente.

0%

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Sistema

Suelo desnudo

Ramas y hojarasca

Vegetación

Gráfica 6: Porcentajes de cobertura directa sobre el suelo en los diferentes sistemas: Monocultivo (M), Policultivo (P), Agroforestal (A) y Bosque (B), en las distintas épocas de muestreo: julio (j) y diciembre (d). Las coberturas corresponden a Suelo desnudo, Ramas y hojarasca y Vegetación.

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Se realizó un ANOVA para comparar el grosor promedio de hojarasca entre los distintos sistemas. No hay diferencia significativa entre la época del muestreo (valor-p=0.136446), a excepción del sistema de bosque (valor-p=0.0119 prueba ANOVA). Hay una diferencia significativa entre el grosor de la hojarasca entre la arracacha y los demás sistemas.

Los datos conjugados de cobertura de dosel y cobertura directa sobre el suelo no tienen una distribución normal (test de Shapiro-Wilk de normalidad, p= 0.003811, 1.152e-07, 0.036 y 4.022e-05 para SCCD, SDSCD, SCSCD y SDCD respectivamente). Por esta razón se realizó la prueba no paramétrica Kruskal- Wallis. Para todas las coberturas (SSCD, SDSCD, SCSCD y SDCD) se encontró que hay diferencias significativas entre los sistemas (valor-p=0.0005404, 0.003063, 0.00436 y 0.01669 respectivamente).

Tabla 1: Valores de porcentajes de cobertura vegetal en los diferentes sistemas: Monocultivo (M), Policultivo (P), Agroforestal (A) y Bosque (B), en las distintas épocas de muestreo: julio (j) y diciembre (d). Las coberturas corresponden a Suelo desnudo sin cobertura de dosel (SDSCD), Suelo desnudo con cobertura de dosel (SDCD), Suelo cubierto sin cobertura de dosel (SCSCD) y Suelo cubierto con cobertura de dosel (SCCD).

Sistema SCCD % SDSCD % SCSCD % SDCD %

Mj 5.70±1.67 34.80±16.45 55.98±16.44 3.53±1.65

Md 2.74±3.33 9.76±3.94 85.17±1.29 0.24±0.24

Pj 31.73±5.66 6.41±8.29 58.34±8.92 3.52±4.39

Pd 44.15±3.37 3.87±1.79 48.91±5.05 3.07±1.06

Aj 32.36±1.31 3.26±3.52 62.65±4.46 1.74±1.75

Ad 55.74±19.04 0.42±0.64 43.01±19.77 0.83±1.52

Bj 9.10±0.14 1.13±1.44 89.65±1.48 0.13±0.15

Bd 64.53±25.92 1.57±1.42 30.47±26.03 3.43±2.48

Al sumar la cobertura de Suelo Cubierto con Cobertura de Dosel (SCCD) y el Suelo Cubierto Sin Cobertura de Dosel (SCSCD) para obtener la totalidad del suelo cubierto por materia orgánica vegetal y vegetación, hay diferencias significativas entre todos los sistemas y las épocas de muestreo (ANOVA, valor-p< 0.01). Un test de Tukey muestra que hay diferencia particularmente entre las épocas de muestreo del Monocultivo y entre el Monocultivo de julio y los demás sistemas (valor-p< 0.01).

Abundancia y Biomasa de lombrices

Gráfica 8: Porcentajes de cobertura vegetal en los diferentes sistemas: Monocultivo (M), Policultivo (P), Agroforestal (A) y Bosque (B), en las distintas épocas de muestreo: julio (j) y diciembre (d). Las coberturas corresponden a Suelo desnudo sin cobertura de dosel (SDSCD), Suelo desnudo con cobertura de dosel (SDCD), Suelo cubierto sin cobertura de dosel (SCSCD) y Suelo cubierto con cobertura de dosel (SCCD).

Gráfica 7: Grosor de la hojarasca en los distintos sistemas: Monocultivo (M), Policultivo (P), Agroforestal (A) y Bosque (B), en las distintas épocas de muestreo: julio (j) y diciembre (d).

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Dado que los datos correspondientes a la sumatoria de las tres capas de lombrices para cada sistema en distintas épocas de muestreo no se ajustan a una distribución normal (test de Shapiro-Wilk, p= 1.522e-06), se aplicó una transformación logarítmica para obtener su normalidad (test de Shapiro-Wilk p= 0.3115). Adicionalmente, los datos para cada capa independiente tampoco tienen una distribución normal (valor-p=0.000315 y 0.000754 respectivamente). Se aplicó una transformación de raíz cuadrada (sqrt) para las dos primeras capa (test de Shapiro-Wilk, p= 0.07977 y 0.305). Los datos correspondientes a la capa 3 no tienen una distribución normal y no se pueden transformar.

No hay diferencias significativas entre los sistemas en sus diferentes épocas de muestreo (valor-p= 0.304). Las diferencias entre la biomasa de lombrices no son significativas entre las tres capas (ANOVA, valor-p= 0.17 y 0.37; Kruskal-Wallis p=0.4289, respectivamente).

Protección del suelo y composición y estructura vegetal

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Sistemas

20-30cm

10-20cm

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Gráfica 9: Promedio de la biomasa de lombrices encontradas en cada capa del monolito en los diferentes sistemas: Monocultivo (M), Policultivo (P), Agroforestal (A) y Bosque (B), en las distintas épocas de muestreo: julio (j) y diciembre (d).

Riqueza de especies (S)

Índice de Diversidad de Shannon (H´)

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Gráfica 10: Modelos de regresión linear para la Composición vegetal entendida como la Riqueza de especies (S) y el Índice de Diversidad de Shannon (H`) y las variables de muestreo para la protección del suelo: Cobertura vegetal (suma Suelo Cubierto con Cobertura de Dosel y Suelo Cubierto sin Cobertura de Dosel), Grosor de la hojarasca (cm) y Biomasa de lombrices (g).

Gráfica 11: Modelos de regresión linear para la Estructura vegetal entendida como el Volumen Total de Vegetación (VTV) y la Diversidad de Estratos Foliares (DEF) y las variables de muestreo para la protección del suelo: Cobertura vegetal (suma Suelo Cubierto con Cobertura de Dosel y Suelo Cubierto sin Cobertura de Dosel), Grosor de la hojarasca (cm) y Biomasa de lombrices (g).

Historia y manejo del suelo

En los 4 sistemas de monocultivo de arracacha estudiados se hace labranza con azadón de toda el área una vez al año, se deshierba completamente 2 veces al año con machete y azadón, en 2 sistemas se implementó quema para el establecimiento del cultivo, la fertilización proviene del abono verde del deshierbe y en ninguno se fumiga. Los propietarios del monocultivo aseguran que la arracacha es un cultivo de fácil mantenimiento dado que no necesita fertilizantes ni agroquímicos y sólo requiere deshierbe dos veces al año. Del cultivo ninguna parte de la producción se destina al autoconsumo sino que se comercializa en la plaza de mercada de El Dovio a partir de intermediarios.

En los 4 sistemas de policultivo para la seguridad alimentaria estudiados se labra la tierra específicamente donde se va a sembrar en momentos del año variados, el deshierbe se hace con machete y azadón específicamente donde y cuando haya presencia de arvenses, en ningún

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Bio

mas

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lo

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ices

(g)

Estructura

Volumen Total Vegetación (VTV)

Diversidad Estratos Foliares (DEF)

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sistema se implementó quema para su establecimiento, la fertilización proviene del abono verde proveniente del deshierbe y en 1 sistema adicionalmente se irriga con el lixiviado proveniente del biodigestor, solamente se fumiga en 1 sistema donde hay café variedad castilla. Los propietarios del policultivo le destinan tiempo de manejo al cultivo en el tiempo extra a su actividad laboral principal o cuando necesitan sembrar o cosechar dependiendo de las necesidades del hogar. Del cultivo la mayoría de la cosecha es para el autoconsumo del hogar (animal y humano) y se comercializa el excedente.

En los 4 sistemas agroforestal cafetal bajo sombrío estudiados, no se labra la tierra ya que los cultivos son perennes, en 2 sistemas no es necesario hacer deshierbe debido a que la capa de hojarasca que cubre el suelo no permite la germinación de arvenses, en los otros 2 se implementa el deshierbe con machete y guadaña 3 veces al año, en ningún sistema se implementó quema para su establecimiento, la fertilización proviene de la hojarasca y en 1 caso se irriga con el lixiviado proveniente del biodigestor, en ninguno se fumiga actualmente, pero en el pasado en 1 sistema se fumigó cuando hubo café variedad castilla. Del cultivo se comercializa el café y algunas especies sembradas en abundancia (plátano y banano), otras especies sembradas con menor abundancia son para el autoconsumo (humano y animal).

Tabla 4: Información de manejo para cada sistema: MA (Monocultivo de Arracacha), P SA (Policultivo para la Seguridad Alimentaria) y A CS (Agroforestal Cafetal bajo sombrío).

Sistema Propietario Labranza Deshierbe Quema Fertilización Fumigación

Giobani Azadón, área completa, 1 x año

Machete y azadón, área completa, 2 x año Si

Orgánica (abono verde) No

MA Julián Azadón, área completa, 1 x año

Machete y azadón, área completa, 2 x año No


MA Ramiro Azadón, área completa, 1 x año

Machete y azadón, área completa, 2 x año No


MA Diego Azadón, área completa, 1 x año

Machete y azadón, área completa, 2 x año Si


PSA Alonso Azadón, específico, vario

Machete y azadón, específico, vario No

Orgánica (abono verde) Si

PSA Albeiro Azadón, específico, vario



PSA Meri Azadón, específico, vario


Orgánica (hojarasca y lixiviado) No

PSA Oneida Azadón, específico, vario


Orgánica (hojarasca y abono verde) No

ACS Ramiro No

Guadaña y machete, área completa, 3 x año No

Orgánica (hojarasca) Si

ACS Ebelio No

Guadaña y machete, área completa, 3 x año No

Orgánica (hojarasca y lixiviado) No

ACS Anita No No No Orgánica (hojarasca) No

ACS Antonio No Azadón, específico, vario No

Orgánica (hojarasca) No

Discusión

La complejidad vegetal, en términos de estructura y composición vegetal, es más compleja en los sistemas control de Bosque, menos compleja en los sistemas Monocultivos e intermedia

MA

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en los sistemas de producción mixta Policultivo y Agroforestal. Sin embargo, los Monocultivos tienen valores no significativamente mayores en términos de composición, mientras que los Agroforestales tienen valores no significativamente mayores en terminos de estructura. Esto se podría explicar ya que en los Policultivos de seguridad alimentaria de la vereda hay mayor riqueza de especies, pero estas no tienen portes altitudinales tan variables como los tienen la menor cantidad de especies en los Agroforestales, donde en los sistemas hay un complemento entre arbustos y árboles que proveen un amplio rango en el espacio vertical de ocupación vegetal (VTV y DEF).

Es importante reconocer la diferencia entre las medidas de composición seleccionadas para el estudio, donde la riqueza nos indica el número de especies, pero donde el índice de Shannon nos califica la diversidad adicionalmente con la equitabilidad (o la distribución de abundancias). De esta manera, se puede hablar del Monocultivo como un sistema pobre en especies con una monodominacia fuerte, de los sistemas mixtos como sistemas con una riqueza de especies baja, pero sin dominancias fuertes, y del bosque como un sistema rico en especies y con una distribución de abundancias muy homogénea. Es importante al momento de realizar los arreglos de siembra en estos sistemas guardar la distinción acerca de que contribuye a la diversidad ya que la riqueza de especies no es suficiente si no hay una representación relativamente homogénea. Es importante comprender que la diversidad vista en este sentido podría prestar mayor función ecosistémica dado a que hay mayor representatividad de especies varias, aunque estas podrían ser redundantes a nivel funcional, lo cual posiblemente puede ser disminuido si se siembran especies con portes o hábitos diferentes para que ocupen el espacio complementariamente, y tal vez realizan funciones ecosistémicas diferentes.

En el estudio se encontró que la composición y la estructura de la vegetación no está correlacionadas. En este sentido, tener sistemas con complejidad composicional, no necesariamente garantizará que haya complejidad vegetal en ellos, y vice versa. Esto es relevante ya que se observó que la estructura es más determinante de la protección del suelo, en términos de cobertura vegetal y por residuos vegetales, incluyendo a la hojarasca.

Adicionalmente, no se debe olvidar contemplar que el tipo de manejo que se le da a cada uno de estos lotes, particularmente la intensidad en la labranza de la tierra para la siembra y las frecuencias de deshierbe, diferencia a los sistemas sistemas. Estas prácticas pueden estar relacionadas con los altos porcentages de suelo desnudo en los Monocultivos, siendo estos los que tienen un manejo de mayor impacto e intervención de la cobertura y heterogeneidad vegetal.

En áreas entre 450 y 7,000 m2, en lotes de producción agropecuaria campesina, se puede hablar de patrones de paisaje diferentes en cuanto a complejidad vegetal (Wu, 2013). Esto es relevante ya que se pueden entender a los agroecosistemas en minifundios como matrices de paisaje independientes inmersas en el paisaje rural que menciona Lozano-zambrano (2009). Pero que, sin embargo, al ser de una escala tan pequeña, reciben beneficios de función ecosistémica de cercos vivos y sistemas aledaños (agroecosistemas o sistemas naturales). Esta heterogeneidad a pequeña escala puede compensar el efecto degradante de algunos sistemas.

Ejemplos de estos beneficios se pueden ver en el caso de la cobertura de dosel que aparece en los monocultivos. Si bien estos sistemas no tienen especies asociadas, pueden ser cubiertos por doseles de árboles en su perímetro o de lotes próximos.

Conclusiones

La complejidad vegetal (DAP y DB≥1 cm) en sistemas de producción mixtos (Policultivo y Agroforestal) es intermedia entre la de Monocultivo y el Bosque.

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Hay mayor riqueza de arvenses asociada a Agroforestales, seguida por Policultivos y Monocultivos.

La cobertura por materia orgánica vegetal y vegetación difiere entre Monocultivos y los demás sistemas (Policultivos, Agroforestales y Bosque). Adicionalmente hay variación entre las épocas de muestreo para Monocultivos.

El grosor de la hojarasca difiere entre Monocultivos y Policultivos, y Monocultivos y Agroforestales, pero ninguno de estos es significativamente diferente a Bosque.

No hay variación significativa en la biomasa de lombrices para los sistemas. Esto es indicador de la buena calidad del suelo en los distintos sistemas de la vereda.

La estructura vegetal explica mejor la cobertura por materia orgánica vegetal y vegetación que la composición vegetal.

Recomendaciones

Los altos porcentajes de suelo desnudo en los sistemas de monocultivo son preocupantes si se tienen en cuenta la pendiente y la intensidad de las lluvias en este paisaje agrícola. Adicionalmente, este uso de suelo recibe un manejo destructivo al momento de la labranza, del deshierbe y de la cosecha, condiciones que pueden acelerar las tasas de erosión del suelo. En la vereda hay conocimiento de estrategias útiles para amortiguar este fenómeno en este cultivo, proveninentes de experimentación propia local y de conocimiento construido conjuntamente con las instituciones investigativas y académicas, que sin embargo no se han aplicado debido a que implica una inversión de energía y costos en mano de obra y material vegetal, además de cambios culturales.

Sin embargo, para fines de reconocer su importancia en relación a los resultados de este estudio, y en caso de que se pueda estimular su aplicación, se nombraran. Las estrategias incluyen la siembra de franjas de botón de oro, pasto vetiver o caña de azúcar para formar barreras vivas a través de la pendiente; éstas servirían de obstáculo al movimiento de tierra y como anclaje permanente del suelo ya que se cosecharía su forraje únicamente, el cual se podría utilizar como abono verde; la siembra de nogal cafetero (Cordia alliodora) el cual no genera mucha cobertura de dosel debido a su poco follaje y constante liberación de este que sirve como abono verde; finalmente la realización de obras de bioingenería para asegurar un camino pausado pero eficiente para la escorrentía hídrica (conversación personal con Sandra y Ramiro Giraldo, diciembre del 2012).

Hay que reconocer que en la vereda existen estrategias convenientes para mitigar estos problemas e incrementar otros servicios ecosistémicos. Estas son la implementación de cercas vivas en los perímetros de los cultivos y de fragmentos de bosques protegiendo la cuenca, la siembra en pendiente “tresbolillo”, el uso de abono verde proveniente del deshierbe, la abstinencia en el uso de herbicidas y la rotación de cultivos con maíz y frijol o con descanso. En cuanto a la aplicación de otros agroquímicos y la práctica de quemas, si bien hay un cultura arraigada en la comunidad para evitar su práctica, durante la visita se observaron casos de quema para el establecimiento del monocultivo de arracacha, al igual que la fumigación de plantas de café variedad castilla contra hongos.

Por otro lado es importante resaltar el valor que tienen los policultivos para la seguridad alimentaria con respecto a la producción diversa de alimento humano y animal en espacios limitados. Inclusive, durante la visita a la vereda se observó una gran asociación de estos cultivos en los agroforestales de café bajo sombrío, lo cual incrementaba el índice de riqueza de estos sistemas y diversificaba el aprovechamiento de un solo uso del suelo.

También es importante resaltar que usos de suelo de pequeñas áreas pueden generar matrices de paisaje con otros usos de suelo aledaños que “homogenizarían” el impacto regional de

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cultivos menos protectores del suelo. Igualmente la rotación de cultivos en un uso de suelo o el descanso de cultivos.

Por último, se quiere reconocer la importancia de la investigación aplicada y participativa. Durante esta investigación el apoyo de los coinvestigadores, al igual que las conversaciones con los habitantes de la vereda relacionadas con lo temas de investigación, permite un intercambio y dialogo de los saberes y de los quehaceres locales, y las preocupaciones y técnicas científicas que es tanto útil para el investigador en su toma de datos y comprensión de la realidad territorial, como, se espera, en el fortalecimiento de lo propio de la comunidad y en el recibimiento del conocimiento adquirido durante el proceso por ella.

En un sentido práctico, se debe tener en cuenta en cuanto al sistema de siembra que la riqueza de especies no necesiaramente garantiza una alta diversidad si está riqueza no tiene las abundancias relativas distribuídas uniformemente. Igualmente, que la riqueza no necesariamente implica estructura más compleja, y dado que la estructura conlleva a mayor protección del suelo, es importante escoger especies que complementen la complejidad estructural.

Por otro lado, se debe tener en cuenta que el manejo de arvenses puede variar no sólo la riqueza de estas, sino su dominancia, llevando a dominancia de malezas que pueden llegar a ser más resistentes.

Es importante recordar que cultivos pequeños se pueden beneficiar de parches aledaños, incluyendo cercas vivas para la cobertura vegetal y de residuos vegetales y otros servicios ecosistémicos, resaltando la sostenibilidad de matrices de paisajes pequeñas y heterogéneas.

Por último, buenas prácticas de manejo aportaran a la salud del suelo, sin importar el uso que se le esté asignado.

Agradecimientos

Co- investigadores: Fabián Carmona y Carolina Ocampo Los habitantes de la vereda de Bellavista Agenda de investigación de la vereda de Bellavista CIPAV, Zoraida Calle y Enrique Murgueitio LEBTYP

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