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Efecto de diversos atributos topográficos sobre el
carbono orgánico en varios usos del suelo
Effect of different topographical attributes on
organic carbon in several land uses
Resumen
El objetivo de este estudio fue: cuanticar la cantidad de carbono orgánico del suelo (COS) almacenado en tres profundidades y
relacionar varios atributos topográcos sobre la densidad del COS en el sitio El Progreso, provincia El Oro-Ecuador. El estudio se
realizó en cuatro usos del suelo: banano, cacao joven, cacao maduro y cacao viejo, con valoresde COS entre cero a 0,10 m de 25,6g
kg, 35,8g kg, 13,2g kg y 10,5g kg respetivamente, y las clases textural predominante son: franco arcillo limosa (0-0,10 cm) y franco
arcillosa (0,30-0,40 cm). En cada suelo se delimitó 1 ha para tomar muestras de suelo a: cuatro profundidades cada 10 cm. Los
atributos topográcos: area drenada (AS), factor de transporte de sedimentos (LS) y humedad del suelo (WTI), fueron tomados de
un modelo de elevación digital (MDE) con una resolución de 12x12m. Los rangos de COS disminuyeron desde parte media de la
zona en estudio (banano 38,4-8,1 Mg ha
-1
; cacao joven 36,20-10,50 Mg ha
-1
; cacao viejo 13,80-0,94 Mg ha
-1
) con mayor pendiente
(10 a 20%) hacia la parte baja (cacao maduro 18.80-08.40 Mg ha-1). El uso de suelo cacao joven mostró el mayor valor de AS (10
286,5) y en LS (11,44). También se determinó diferencias signicativas con el factor LS por cultivo y se correlacionó con el total de
COS. Por tanto, LS (escorrentia) es el atributo topográco que más inuyo en el almacenamiento de COS.
Palabras clave: banano, cacao, modelo digital de elevación; secuestro de carbono.
Abstract
The aim of this study was: to quantify the amount of soil organic carbon (SOC) stored at three depths and to relate various topogra-
phical attributes to the density of SOC at the site El Progreso, El Oro-Ecuador province. The study was conducted in four land uses:
banana, young cocoa, mature cocoa and old cocoa, with SOC values between zero and 0,10 m of 25,6 g kg, 35,8 g kg, 13,2 g kg and 10,5
g kg respectively, and the predominant textural classes are: loamy clay (0-0.10 cm) and clay loam (0,30-0,40 cm). In each soil 1 ha was
delimited to take soil samples at: four depths every 10 cm. The topographic attributes: drained area (AS), sediment transport factor
(LS) and soil moisture (WTI), were taken from a digital elevation model (DEM) with a resolution of 12x12m. The SOC ranges decrea-
sed from the middle part of the area under study (banana 38,4-8,1 Mg ha
-1
; young cocoa 36,20-10,50 Mg ha
-1
; old cocoa 13,80-0,94
Mg ha
-1
) with higher slope (10-20%) towards the lower part (mature cocoa 18,80-08,40 Mg ha
-1
). Young cocoa land use showed the
highest value of AS (10 286,5) and in LS (11,44). Signicant differences were also determined with the LS factor by crop and correlated
with the total SOC. Therefore, LS (runoff) is the topographic attribute that most inuenced the storage of SOC.
Keywords: banana; cocoa; digital elevation model; carbon sequestration.
Recibido: 01 de diciembre de 2020
Aceptado: 04 de enero de 2021
Salomón, Barrezueta-Unda
1
1
Doctor en investigación Agraria y Forestal; Profesor titular de la Universidad Técnica de Machala-Ecuador; sabarrezueta@utmachala.
edu.ec; http://orcid.org/0000-0003-4147-9284
Revista Ciencia UNEMI
Vol. 14, N° 35, Enero-Abril 2021, pp. 43 - 53
ISSN 1390-4272 Impreso
ISSN 2528-7737 Electrónico
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Volumen 14, Número 35, Enero-Abril 2021, pp. 43 - 53
I. INTRODUCCIÓN
La pérdida del carbono orgánico del suelo (COS)
en las regiones de montañas ubicadas en las zonas
tropicales y subtropicales son atribuido al cambio en
los usos del suelo (Wang et al., 2018). Los atributos
topográficos del terreno como la pendiente,
elevación, dirección, factor de transporte de suelo,
radiación solar, índice topografico de humedad del
suelo, entre otros, potencia su pérdida (de Blécourt
et al., 2017; Singh y Benbi, 2018). Sin embargo,
los atributos topográficos difieran en magnitud
en los diferentes sistemas agrícolas, por ejemplo
en la redistribución del agua sobre los cultivos
en terrenos con alta pendiente se incrementa la
infiltración y la escorrentía (Senthilkumar et al.,
2009).
Los atributos topográficos de mayor influencia
sobre el carbono son: altitud y pendiente que
tienen un efecto significativo en la composición y
la diversidad de las especies, por ende, influyen
en el índice de generación de la biomasa que se
almacena en el suelo; mientras que el aspecto o
dirección de la pendiente inciden en la erosión
del suelo, incrementando la escorrentía, por tanto
la pérdida de suelo con la fracción de carbono
orgánica (Zhang et al., 2018).
En este marco, la topografía del terreno controla
muchos procesos hidrológicos, geomorfológicos y
edafológicos, que influyen en los atributos físicos,
químicos y biológicos del suelo. De esta manera,
los atributos topográficos derivados de un modelo
de elevación digital (MED), se puede utilizar para
explicar la diferencia entre los niveles de COS entre
los diferentes horizontes del suelo. La estrecha
relación entre la topografía y el desarrollo del suelo
es suficiente para desarrollar a partir de los DEM
los modelos predictivos del secuestro de carbono
(Malone et al., 2009).
La Cordillera de los Andes, que atraviesa
el Ecuador, las montañas disminuyendo su
altitud en la región sur hacia el litoral, donde la
agricultura ha devastado grandes cantidades
de bosque, cambiando el uso del suelo hacia los
sistemas agrarios tales como: banano, cacao y
pastos (Hamer et al., 2013; Paul et al., 2008).
En la provincia de El Oro, estos cambios del uso
de suelo corresponde en su mayoría a la cuenca
baja del Río Jubones (El Progreso, Pasaje, Quera,
Ducos, Rajaro, etc.), principal fuente hídrica de
la zona que proporciona agua para los cultivares
descritos y para las ciudades de mayor población
de la provincia (Barrezueta-Unda et al., 2017).
Con este contexto, se parte de la hipótesis que los
suelos de la cuenca baja del Río Jubones por el
cambio en el uso de suelo de montaña a sistema
agrarios, la disponibilidad de COS almacenado
está afectado por los atributos topográficos. Por
tanto, el objetivo de este estudio fue: cuantificar la
cantidad de carbono orgánico del suelo almacenado
en tres profundidades y relacionar varios atributos
topográficos con la densidad del carbono en el sitio
El Progreso, provincia El Oro-Ecuador.
II MATERIALES Y MÉTODOS
Ubicación del estudio
El levantamiento de la información se realizó
en el sitio El Progreso, ubicado en la provincia
de El Oro (Ecuador), entre las coordenadas
geográficas: 3°17 '22'' S; 79°45' 30'' O (Figura 1).
La precipitación media anual es de 912 mm y la
temperatura media anual de 23°C. El paisaje de la
zona está compuesto por las estribaciones bajas (<
500 m) de la cordillera andina occidental, cuyas
laderas externas disminuyen de norte a sur.
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Barrezueta Unda. Efecto de diversos atributos topográcos sobre el carbono orgánico
Toma de muestras de suelo
Las muestras de suelo se tomaron en cuatro
usos del suelo: banano, cacao joven, cacao maduro
Figura 1. Ubicación del estudio
y cacao viejo. Todos los cultivos tuvieron un
manejo monocultivo y de tipo agricultura orgánico,
carentes de sistemas de riego automatizados (Tabla
1).
En cada uso de suelo se delimitó 1 hectárea,
que se dividió en cinco subparcelas de 50 m por
50 m. El muestreo de la subparcela se realizó en
forma de L, de 25 m de largo en vertical siguiendo
la pendiente y 25 m en horizontal que se ubicó en
la dirección que toma el aspecto de la montaña
mismas que fueron demarcadas los puntos de
muestreo a los 0 m, y al final de los 25 m en vertical
y horizontal. Las muestras de suelo se tomaron con
intervalos de 0-0,10 m, 0,10-0,20 m, 0,20-0,30
m y 0,,30-0,40 m de profundidad; estructura de
muestreo desarrollada por Singh y Benbi (2018) y
modificada por Barrezueta et al. (2020).
Las muestras de suelo para determinar la
densidad aparente (Da) fueron tomadas en
cilindro metálicos de 5 cm de diámetro por 5 cm
de alto, procurando que la muestra no se altere
al extraer con un barreno. También se tomaron
aproximadamente 1 kg de suelo con una pala, las
Tabla 1. Localización y características del uso del suelo en estudio
Usos del suelo
Pendiente (%)
Edad (años)
Media Mínima Máxima
Banana (clon Lacatan) 8,19 3,34 16,18 <25
Cacao joven (clon CCN51) 12,87 5,42 19,00 1
Cacao maduro (clon CCN51 ) 2,90 1,66 5,42 4
Cacao viejo (Clon Nacional) 15,48 2,43 2,06 >30
cuales fueron secadas al aire y tamizadas con tamiz
de 2 mm para determinar los porcentajes de carbono
orgánico, mediante el método de Walkley y Black
(1934). Adicional se realizó la determinación de:
arena, limo y arcilla por el método de Bouyucuos, y
el pH (relación 1: 25 suelo:H2O) en el laboratorio
de Suelos de Facultad de Ciencias Agropecuarias
de la Universidad Técnica de Machala.
Cálculo del carbono organico (COS) almacenado
en el suelo
La cantidad de COS almacenado (concentración
en el suelo fino < 2 mm) se calculó según la
ecuación (1) (Minasny et al., 2006), multiplicando
el carbono organico (g kg) por la Da del suelo (kg
m
3
), la profundidad (d) del muestreo (0.10 m) y por
el factor 10 000 m
2
correspondientes a la superficie
de las parcelas.