Efecto de la labranza y la cobertura vegetal sobre el escurrimiento y la pérdida de suelo en la región central de la provincia de Buenos Aires

El objetivo de este trabajo fue evaluar a campo la efectividad de diferentes tipos de labranzas junto con distintos grados de cobertura vegetal (CV) del suelo sobre el escurrimiento (E) y la pérdida de suelo (Ps). Se seleccionaron 34 sitios experimentales bajo labranza tradicional (LT) y siembra directa (SD), con diferentes niveles de CV (C1- < 49, C2- 50-79% y C3- > 80%). Se utilizó un diseño experimental completamente aleatorizado con 4 tratamientos y desigual número de repeticiones: 1) SD-C3, 2) LT-C3, 3) LT-C2, y 4) LT-C1, resultante de combinar el tipo de labranza con CV. Se realizó un ANOVA (p ≤ 0,05) y un análisis de contrastes ortogonales: 1) SD-C3 vs LT-C3, 2) LT-C1 vs LT-C2, y 3) C3 vs LT-C2+C1. Al cabo de cada simulación de lluvia se obtuvo el E y Ps. Se determinó: contenido de materia orgánica (CMO), contenido hídrico (CH) y densidad aparente del suelo (DA) en los 10 cm superficiales, y la pendiente (P) del terreno. La LT presentó mayor E y Ps en todos tratamientos evaluados respecto de SD. El mayor E (26,8 mm) se registró en LT-C2, y el menor (0,5 mm) en SD-C3. La Ps mostró igual tendencia que el E con 11,6 y 0,1 g respectivamente. Los contrastes mostraron E estadísticamente diferentes para los tres contrastes, mientras la Ps fue estadísticamente diferente en los contrastes Nº 2 y 3. Escurrimiento y Ps se correlacionaron entre sí (R2 = 0,98) y con P (R2 = 0,83 y 0,72 respectivamente). Los resultados obtenidos demuestran la importancia del efecto protector de la CV del suelo. Sin embargo, el CMO y CH, y la P y DA deben ser considerados también en el proceso de E - erosión del suelo.

La influencia de la deforestación del cerrado brasileño en el cultivo de granos y las consecuencias de la pérdida del suelo en la región de la reserva cachoeira dourada : Brasil central-occidental

El índice de erosividad (EI30) y su espacialización fueron determinados para las cuencas de contribución del sistema hidroeléctrico de la reserva Cachoeira Dourada, localizada entre los Estados de Goias y Minas Gerais, limitada por las coordenadas 640000-760000 m W. y 7910000-7975000 m S. UTM zona 22, Datum Córrego Alegre. Se trataron los datos del promedio mensual y anual de las precipitaciones correspondientes a ocho localidades para un periodo de treinta años. Existe una distribución irregular de precipitación en la región y en consecuencia una espacialización no uniforme de los índices de erosión en el área de influencia de la reserva. Los valores más altos de precipitación coinciden con el periodo de preparación de la tierra para el cultivo y el desarrollo de las plantas de ciclo anual, principalmente soja y maíz.

Modelización de la pérdida de suelo en sierras del Sudoeste de la Provincia de Buenos Aires

El modelo U.S.L.E. (Universal Soil Loss Equation), desarrollado por Wischmeier y Smith en 1978, es un modelo paramétrico creado para estimar la pérdida anual de suelo. Engloba, dentro de los cinco factores intervinientes, todas las características de la cuenca, incluyendo tanto aspectos físicos como características edáficas, geológicas y geomorfológicas, sin olvidar las relacionadas con el clima, y el tipo de manejo y uso del suelo. El objetivo del trabajo fue estimar la pérdida de suelo a nivel de la cuenca hidrográfica del Arroyo Belisario, ubicada en el Partido de Tornquist, en el Sudoeste de la Provincia de Buenos Aires. Más de 1.200 ha (aproximadamente 50% de la cuenca), presentaron pérdidas de suelo mayores a las 50 tn.ha-1.año-1. Se observó que los factores K y LS son determinantes de los elevados valores presentes en la cabecera de la cuenca. La elaboración de la cartografía correspondiente a cada factor de la U.S.L.E se realizó con el Sistema de Información Geográfica Idrisi Andes. Se concluye que el modelo fue aplicado de manera correcta en la cuenca del Arroyo Belisario, brindando resultados que facilitarán la toma de decisiones para un futuro ordenamiento territorial.

Caracterización de los parámetros de resistencia al corte y erosionabilidad del suelo para su aplicación en los problemas de estabilidad de taludes en obras lineales

La tesis se organiza en un volumen de Memoria integrada por once capítulos que constituyen el cuerpo de la tesis y otro volumen de Apéndices titulado “Caracterización geotécnica de Base de los suelos de España” que reúne en forma de cuadros las características de textura, permeabilidad, humedad-succión, erosionabilidad y resistencia al corte de los cuarenta y dos perfiles de suelos representativos de los tipos del Mapa de suelos De España. Estos cuadros han sido elaborados originalmente por la doctorando durante sus estudios para la obtención del DEA de la Suficiencia Investigadora, excepto los de resistencia al corte que lo han sido también por la doctorando de forma original, pero ya en la etapa de redacción de la tesis. En el Capítulo 1 “Introducción” se describe la motivación, antecedentes, alcance y contenido de la tesis, ordenado según el índice que en él se incluye. Los Capítulos 2 “Meteorización, 3 “Balance Hídrico” y 4 “Humedades características” constituyen el “estado del arte” en el momento actual de los temas de geotecnia ambiental relacionados con la degradación de la superficie terrestre y la estabilidad de taludes. El Capítulo 2, tras matizar algunas generalidades, aporta elementos para la cuantificación de la alteración de rocas como el “índice climático de Weinert” y de la erosión de suelos como la “ecuación universal de pérdida de suelo (U.S.L.E.)” El Capítulo 3, partiendo de los fenómenos de precipitación y evapotranspiración, plantea el balance hídrico en vertientes con instrumentos para evaluar la infiltración y la escorrentía, conceptos imprescindibles para adentrarse en los de resistencia y erosionabilidad del conjunto suelo-agua. En los Apéndices A1 y A2, se recogen valores de coeficientes de infiltración en condiciones saturadas y no saturadas de los perfiles de suelos del Mapa de España. El Capítulo 4 se dedica al estudio de este conjunto suelo-agua con la definición de conceptos que lo caracterizan, basados en la relación entre los contenidos de ambos elementos o “humedad”, sus valores máximos y mínimos y la forma en la que es retenida el agua por el suelo. Este capítulo acaba con el concepto de “Curva característica Suelo-Agua/Soil Water Characteristic curve (SWCC)”, que liga el contenido de agua de un suelo con la tensión a la que está retenida (uauw) “succión” o con su expresión más usual “pF”. En el Apéndice A 3 se adjuntan las SWCC de los perfiles de suelos del Mapa de suelos de España. En el Capítulo 5 “Resistencia al corte de los suelos”, se detalla la influencia que tienen sobre la resistencia de los suelos factores como el paso del tiempo, el contenido de humedad y la presencia y tipo de vegetación en la superficie del suelo estudiado. El Capítulo 6 “Evaluación de la erosión”, analiza el factor de erosionabilidad del suelo “factor K” de la U.S.L.E., su evaluación en función de la textura, estructura y permeabilidad del suelo, con la estimación hecha para los cuarenta y dos perfiles de suelos del Mapa de España, contenida en el Apéndice 4. En el Capítulo 7 “Metodología de diseño” se hacen en su primera parte unas consideraciones geoambientales de diseño aplicables al estudio de los problemas de inestabilidades en taludes. La segunda parte constituye el núcleo de la tesis con la propuesta de “estimación de los parámetros de resistencia al corte del suelo”, consecuente con las teorías y metodología de análisis expuesta en los capítulos anteriores. En el Apéndice A 5 se presentan los valores de los parámetros coulombianos de resistencia al corte, ”c y Ф” estimados según la caracterización climática a partir del índice de Thornthwaite, en condicionesde diseño para humedades naturales máxima y mínima de los cuarenta y dos perfiles de suelos del Mapa de suelos de España. El Capítulo 8 “Aplicación a casos reales” se considera de gran interés al constituir una auténtica continuación de la segunda parte del capítulo anterior, desarrollando la metodología expuesta en él a cuatro problemáticas de infraestructuras de obras lineales, relacionadas con problemas de erosión y deslizamientos en taludes. El Capítulo 9 “Ensayos de referencia” se incluye como punto de apoyo (referencia) a las teorías expuestas, valorando la idoneidad de los tipos de ensayos y tipos de suelos seleccionados (Laboratorio de Geotecnia del CEDEX y Laboratorio Hong-Kong University of Science and Technology), utilizados para la obtención, por correlaciones deducidas, de las curvas SWCC de los perfiles de suelos del Mapa de España, incluídas en el Apéndice A 3, como se ha citado antes. En el Capítulo 10 “Conclusiones y Futuras Líneas de Investigación”se apuntan en primer lugar unas conclusiones que, a juicio de la doctorando, se pueden extraer con interés de esta tesis y a continuación se esbozan unas posibles líneas de investigación, fundamentalmente de tipo experimental, que complementarían los avances derivados de esta tesis o podrían esclarecer y abrir nuevas interpretaciones de los fenómenos naturales de erosión y estabilidad de taludes en los que ésta se ha centrado. Finalmente, en el Capítulo 11 “Bibliografía” se han reunido 328 referencias que reflejan una visión amplia y bastante completa del tema tratado, obtenida complementando las de tesis anteriores sobre esta singular materia (“Efecto estabilizador de la vegetación en taludes”, L Fort 1975 y “Determinación de las características de fricción en el contacto suelo-geotextil a diferentes succiones, mediante equipos de laboratorio singulares”, E Asanza 2009), con propias de la doctorando (9) y las consideradas de mayor interés de los últimos Congresos sobre Suelos no saturados,”Unsat 95”, “Unsat 2002” y “Unsat 2011” entre otros. ABSTRACT The thesis is organized in a volume of Memory composed of eleven chapters that make up the body of the thesis and other Appendices volume entitled "Geotechnical characterization of basis of the soils of Spain" that combines the characteristics of texture, permeability, moisture-suction, erosionability, and shear strength of forty-two profiles of soils representative of the types of the soil of Spain map in the form of pictures. These pictures have been produced originally by the student during their studies to obtain the DEA of the research, except those of the shear strength, also been done by the PhD student in an original way, but already at the stage of drafting of the thesis. Chapter 1 "Introducción" describes the motivation, background, scope and content of the thesis, ordered according to the index that is included. The Chapters: 2 "Weathering, 3 “Water Balance” and 4 “moisture characteristics" are the "State of the art" at the present time of geotechnical environmental issues related to the degradation of the Earth's surface and the slope stability. Chapter 2 after clarify some general information, provides elements for the quantification of the alteration of rocks as "Weinert climate index" and soil erosion as the "universal equation of loss of soil (U.S.L.E.)" Chapter 3, on the basis of the phenomena of precipitation and evapotranspiration, raises the water balance in sheds with instruments to evaluate infiltration and runoff, essential concepts into the resistance and erosionability water-soil joint. Values of soils coefficients of infiltration in saturated and unsaturated conditions from the Spain map of profiles are collected in the Appendices A1 and A2. Chapter 4 is dedicated to the study of this joint “soil-water”, with the definition of concepts that characterize it, based on the relationship between the contents of both elements or “moisture”, their maximum and minimum values and the way in which water is retained by the soil. This chapter ends with the concept of “Soil Water Characteristic curve (SWCC)", which linked the water content of a soil with the stress that it is retained (ua-uw) "suction" or its expression more usual "pF". The SWCC of the profiles of soils of the Spain soils Map are attached in the Appendix 3. In Chapter 5 “Soils shear strength”,is detailed the influence that they have on the resistance of soils factors such as the passage of time, the content of moisture and the presence and type of vegetation on the surface of the studied soil. Chapter 6 "Assessment of erosion", analyses the soil erodibility factor "Kfactor" of the U.S.L.E., its evaluation based on texture, structure and permeability of the soil, with the estimate for forty-two profiles of soils on the Spain Soils Map, contained in Appendix 4. Chapter 7 "Design methodology" some considerations are made in the first part geo-environmental design applicable to the study of the problems of instabilities in slopes. The second part constitutes the core of the thesis with the proposal of “estimation of parameters of shear strength”, of the soils consistent with theories and analytical methodology outlined in the previous chapters. Appendix A 5 presents the values of the coulombians parameters of shear strength, "c and Ф" according to the characterization of climate from the index of Thornthwaite, in design for natural moisture conditions maximum and minimum of forty-two profils of Spain Soils Map Chapter 8 "Application to real cases" is considered of great interest to constitute a true continuation of the second part of the previous chapter, developing the methodology exposed it to four problems of civil-works infrastructure, related to problems of erosion and landslides in slopes. Chapter 9 "Tests of reference" is included as point of support (reference) to the theories exposed, assessing the suitability of the types of tests and types of selected soils (Geotechnical laboratory of CEDEX and laboratory Hongkong University of Science and Technology), used to obtain, by deduced correlations, of curves SWCC of soils profiles on the Spain Soils Map, included in Appendix A. 3, as it was mentioned before. Chapter 10 "Conclusions and future research lines" are running first conclusions which, in the opinion of the candidate, can be extracted with interest of this thesis, and then, it outlines some possible lines of research, mainly experimental, which would complement the advances arising from this thesis or could clarify and open new interpretations of natural phenomena of erosion and slope stability in which it has focused. Finally, in Chapter 11 "Bibliography" 328 references have been included which reflect a broad and fairly comprehensive view of the subject matter, obtained complementing those of the previous theses on this singular issue ("Vegetation stabilizing effect on slopes", L Fort 1975, and "Determination of the characteristics of friction in the contact soil-geotextile to different-suctions, through special laboratory equipment", E Asanza 2009) with some of them from of the candidate (9) and the others from of the considered as the most interesting of recent conferences on unsaturated soils, "Unsat 95", "Unsat2002" and "Unsat 2011" among others.

Estudio de la erosión del suelo mediante imágenes de satélite. Aplicación al área de Orgaz-Los Yébenes (Toledo).

El presente Proyecto de Fin de Carrera viene motivado por el conocimiento de la existencia de fenómenos erosivos en la zona de Orgaz - Los Yébenes. El objetivo es el estudio de la distribución de procesos erosivos en el área citada y la relación de las zonas en que estos se producen, con las propiedades analíticas del suelo. La pérdida de suelo por erosión inducida por el hombre, supera a la erosión natural en varios órdenes de magnitud, por lo que cabe considerarla como un grave problema ambiental que propicia la pérdida de fertilidad. Esto es debido a que en los ecosistemas agrarios, sobre todo en cultivos de secano,se han aplicado manejos que han acelerado las tasas de erosión naturales. En los cultivos de secano más extendidos, se ha eliminado toda la cubierta vegetal, se ha compactado el suelo y esquilmado la materia orgánica. Como consecuencia de estos manejos poco respetuosos con el suelo, las tasas de erosión son mayores a las tasas de formación y constituyen un poderoso factor de desertificación. La respuesta erosiva de un determinado ambiente o uso del suelo suele ser bastante diferente según la época del año en la que se produzcan las lluvias,su intensidad y duración, el estado de la vegetación, el tiempo en el que el suelo permanece desnudo tras el levantamiento de la cosecha, etc.… Del uso y gestión que se haga del suelo y de la cubierta vegetal dependerá que, con el tiempo, la erosión potencial no se convierta en erosión actual.

Manejo y conservación del suelo y agua en los Andes del Sur de Ecuador

El manejo y la conservación de los recursos suelo y agua han sido y son motivo de gran preocupación para la sostenibilidad del Planeta en cuanto a la soberanía alimentaria y el desarrollo de la vida en general, esto se remarca en los países en vías de desarrollo que presentan fuertes contrastes, como lo es el Ecuador. Las limitaciones en la recolección de los datos climatológicos, de suelo, cobertura vegetal, entre otros; así como la aplicación de metodologías que se adapten a las realidades locales en cuanto a la medición de parámetros de calidad de agua y suelo, y la estimación de la erosión, motivaron el desarrollo de esta investigación; que inicialmente genera y analiza datos originales, estima con los modelos tradicionales el riesgo de pérdida de suelo, y propone un nuevo modelo para implementarlo en la región. Esto facilitaría la oferta de políticas o estrategias de manejo y conservación de los recursos naturales a diferentes escalas. En el Capítulo I, se hace una introducción general al tema de la tesis en relación al área de estudio, con una revisión del estado de la cuestión con algunos datos de investigaciones previas para la región. Se plantea el estado actual y en relación a este se describe el fin y los objetivos de la investigación. El Capítulo II, describe a detalle el área general de estudio y las zonas específicas, que por motivos de formato y limitaciones de espacio no pudieron ser incluidos en los artículos de los capítulos siguientes. También se describen los materiales y métodos que fueron requeridos para la generación de información de campo y laboratorio, durante el proceso de investigación y desarrollo de la tesis. En el Capítulo III, se describen las primeras relaciones de la cobertura vegetal con algunos parámetros de suelo y agua. Este capítulo describe un acercamiento al tema de investigación tanto de campo como de laboratorio a escala local (7 cuencas). El muestreo del suelo fue sistemático y el del agua uno en la estación seca y otro en la lluviosa. En este apartado se analiza únicamente la erodabilidad y topografía del suelo. El Capítulo IV, estima el riesgo de erosión del suelo causado por el cambio de la cubierta vegetal en un ecosistema de bosque de neblina montano, este análisis es a escala local. Fue modelada para esta zona la Ecuación Universal de Perdida de Suelo Revisada (RUSLE), para entender cómo se desarrolla el proceso erosivo y estimar los posibles escenarios futuros si es que la dinámica del cambio de uso de suelo continuara al ritmo actual. En el Capítulo V, se desarrolla el modelo a escala regional, en una cuenca semiárida con un fuerte gradiente altitudinal y pluviométrico. La cuenca representa un corte transversal del sistema montañoso de los Andes del sur de Ecuador. Aquí se observan grandes diferencias climáticas en distancias relativamente cortas, principalmente con la precipitación, estas diferencias son producto de una topografía accidentada. En este capítulo se propone una metodología con buenas posibilidades de ser utilizada para estimar el riesgo de la erosión del suelo, en regiones con datos escasos. Finalmente, el Capítulo VI contiene la discusión general de la tesis, incluyendo las conclusiones más relevantes. Fue posible analizar la espacio-temporalidad de los procesos erosivos para dos ecosistemas de un gradiente altitudinal y pluviométrico de los Andes. Por lo tanto, consideramos este trabajo útil para emprender investigaciones a mayor detalle y a diferentes escalas de los procesos erosivos del suelo, y así ir entendiendo y midiendo la relación e influencia de los diferentes factores que intervienen en dichos procesos, para proponer alternativas fundamentadas en bien del manejo y conservación del recurso suelo.

Erosió hídrica en vinya per a producció de vi d'alta qualitat en zona mediterrània (Anoia-Penedès): quantificació de les pèrdues de nutrients per erosió del sòl i implicacions

La vinya, malgrat que no és una planta exigent pel que fa als sòls, es veu afectada per la pèrdua de sed per causa de l'erosió hídrica. En aquest treball es presenten uns primers resultats de mesures de pèrdues de sed en condicions reals de camp. Les parcel les control són de grans dimensions, conreades segons els costums de la zona. Com a referencia es prenen les pèrdues de sòl mitjanes, calculades a partir de l'USLE, per al conreu de vinya. Es determinen, a més de les pèrdues globals de sòlids, les de nutrients que això comporta. Tenint en compte que la metodologia emprada en el camp i en el laboratori condueix a resultats per defecte, les pèrdues mesurades del període de l'any de màximes pluges (tardor) són, de mitjana, de 13 Mg ha-1 en un sistema de cultiu tradicional i fins a 100 Mg ha-1 en un sistema de cultiu emparrat. La importància del problema a curt termini encareix els factors de producció i fa perillar la sostenibilitat de la vinya a llarg termini.

Modelización de la emisión de sedimentos en una cuenca con forestaciones del Noreste Pampeano

En el ámbito de la llanura pampeana tienen lugar procesos degradativos que condicionan la actividad agrícola ganadera, vinculados con la erosión de tipo hídrica superficial. El presente trabajo busca modelar la emisión de sedimentos en una cuenca hidrográfica con forestaciones del Noreste Pampeano. La metodología implementada consiste en aplicar un modelo cartográfico cuantitativo desarrollado en base geoespacial con Sistema de Información Geográfica, apoyado en la Ecuación Universal de Pérdida de Suelo Modificada (MUSLE). Se realizó un análisis de validación estadística con ensayos de microsimulador de lluvias a campo, para una lluvia de 30 mm.h-1 de dos años de retorno. Los resultados obtenidos fueron mapas georreferenciados de cada factor de la MUSLE valorizados por color-intensidad, que alcanzan un valor de 33,77 Mg de sedimentos emitidos a la salida de la cuenca, con un coeficiente de correlación de 0,94 y un grado de ajuste de Nash-Sutcliffe de 0,82. Se concluye que el modelo cartográfico generó información espacial precisa de los componentes de la MUSLE para un evento de lluvia concreto. La aplicación del microsimulador de lluvias permitió la obtención de valores reales de emisión de sedimentos, lográndose un alto grado de ajuste. La emisión de sedimentos en la cuenca resultó ser leve a nula.

Estudio del estado erosivo de las cuencas resistentes al río Guadarrama a su paso por Carranque (Toledo).

Se evalua el estado erosivo actual en varias cuencas y laderas vertientes al río Guadarrama a su paso por Carranque (Toledo) con el fin de proponer los diferentes usos actuaciones y la implementación de prácticas de conservación, con carácter general, así como medidas de restauración o mitigación de la erosión en las zonas más erosionadas. Para ello, se necesita : 1) Recabar la información medioambiental y socioeconómica más relevante. 2) Caracterizar por mapas los diferentes parámetros del modelo RUSLE, a partir de las parcelas de muestreo y su generalización al conjunto de cuencas 3) Elaborar un mapa de pérdidas de suelo promedio en t * ha-1 * año-1. 4) Analizar el avance de una cárcava mediante el método del transecto de cárcavas. Una vez analizados los factores que explican la pérdida de suelo actual en Carranque, delimitados en el espacio y estimados numéricamente las perdidas de suelo para cada uso del suelo o tipo de vegetación, se proponen actuaciones para paliar la situación actual. Estas se concretan en una serie de medidas de conservación, correctoras y de mitigación. Asimismo, se argumentaran posibles alternativas para el desarrollo de usos más racionales del suelo, incluidos los aprovechamientos agrícola y forestal-ganadero. Los procesos de encarcavamiento son frecuentes en la zona, por lo que merecen un estudio por separado allá donde se producen. Se delimitará su situación fisiográfica y se estudiará el aumento volumétrico de una cárcava tras un episodio de lluvias. Se proporcionará en dichas zonas una serie de recomendaciones conducentes a la estabilización de las cárcavas, aunque se requiere mayor profundidad en su estudio.

El pistachero: interesante alternativa de cultivo en España.

El pistachero, Pistacia vera L. (Anacardiaceae) es un árbol caducifolio de pequeño porte, originario de Asia central, cultivado por sus semillas, los apreciados pistachos. Los principales productores son Irán, Estados Unidos (California), Siria, Turquía, China, Grecia e Italia. Desde 1988, a través del Centro de Mejora Agraria El Chaparrillo, de Ciudad Real, este cultivo ha despertado un notable interés en España, sobre todo en zonas de clima continental. La mayoría de las plantaciones españolas tienen menos de 20 años y ocupan una superficie total estimada en unas 5.000 ha. Se trata de un cultivo con un gran futuro, tanto por la demanda existente (sus semillas son los “frutos secos” más cardiosaludables, contienen ácidos grasos de calidad, pocas calorías, ausencia de colesterol y alto contenido en fibra y vitaminas), como por las ventajas medioambientales que supone (evita la pérdida de suelo por la ramificación de sus raíces, permite la reutilización de terrenos abandonados, y representa una buena alternativa a cultivos mediterráneos tradicionales como la vid y el olivo).

Nueva formulación para la obtención de la energía cinética de la lluvia. Análisis comparativo con ecuaciones empíricas

El presente trabajo describe el estudio de la caracterización cuantitativa de una propiedad de la lluvia muy importante, la energía cinética, y es importante porque es la fuente de entrada de energía en los procesos de erosión hídrica y por tanto, de la pérdida de suelo que sufren nuestros campos.Este trabajo presenta un estudio de la relación existente entre la energía cinética de la lluvia y la intensidad de la lluvia con datos de lluvia registrados de forma automática con el disdrómetro de JOSS y WALDVOGEL (1967). Se ha obtenido una ecuación de regresión entre la energía cinética y la intensi- dad pero con algunas peculiaridades, ya que es una ecuación exponencial que introduce un valor máximo de energía cinética. Esta ecuación exponencial ha proporcionado resultados muy satisfacto- nos, presenta errores relativos bajos y además tiene un significado práctico y físico.Además se ha realizado un análisis comparativo entre los resultados obtenidos con esta ecuación exponencial y ecuaciones empíricas tradicionales en el cálculo de la energía cinética. El criterio de selección de las ecuaciones a comparar fue en primer lugar escoger aquellas ecuaciones que fuesen habituales en los estudios de erosión y también aquellas ecuaciones que por la localización donde fueron obtenidas pudiesen ser interesante para su comparación.Los resultados obtenidos de la comparación conducen a pensar que la relación entre la energía cinética y la intensidad no estaría influenciado por condiciones de localización. Se concluye tambien que el uso de la ecuación exponencial obtenida en este estudio resolvería algunos de los problemas que conlleva el uso de algunas de la ecuaciones empíricas.

Effect of conservation tillage on soil physical properties, in-situ rainwater harvesting, and erosion control in arid and semi-arid regions

La escasez del agua en las regiones áridas y semiáridas se debe a la escasez de precipitaciones y la distribución desigual en toda la temporada, lo que hace de la agricultura de secano una empresa precaria. Un enfoque para mejorar y estabilizar el agua disponible para la producción de cultivos en estas regiones es el uso de tecnologías de captación de agua de lluvia in situ y su conservación. La adopción de los sistemas de conservación de la humedad del suelo in situ, tales como la labranza de conservación, es una de las estrategias para mejorar la gestión de la agricultura en zonas áridas y semiáridas. El objetivo general de esta tesis ha sido desarrollar una metodología de aplicación de labranza de depósito e investigar los efectos a corto plazo sobre las propiedades físicas del suelo de las diferentes prácticas de cultivo que incluyen labranza de depósito: (reservoir tillage, RT), la laboreo mínimo: (minimum tillage, MT), la no laboreo: (zero tillage, ZT) y laboreo convencional: (conventional tillage, CT) Así como, la retención de agua del suelo y el control de la erosión del suelo en las zonas áridas y semiáridas. Como una primera aproximación, se ha realizado una revisión profunda del estado de la técnica, después de la cual, se encontró que la labranza de depósito es un sistema eficaz de cosecha del agua de lluvia y conservación del suelo, pero que no ha sido evaluada científicamente tanto como otros sistemas de labranza. Los trabajos experimentales cubrieron tres condiciones diferentes: experimentos en laboratorio, experimentos de campo en una región árida, y experimentos de campo en una región semiárida. Para investigar y cuantificar el almacenamiento de agua a temperatura ambiente y la forma en que podría adaptarse para mejorar la infiltración del agua de lluvia recolectada y reducir la erosión del suelo, se ha desarrollado un simulador de lluvia a escala de laboratorio. Las características de las lluvias, entre ellas la intensidad de las precipitaciones, la uniformidad espacial y tamaño de la gota de lluvia, confirmaron que las condiciones naturales de precipitación son simuladas con suficiente precisión. El simulador fue controlado automáticamente mediante una válvula de solenoide y tres boquillas de presión que se usaron para rociar agua correspondiente a diferentes intensidades de lluvia. Con el fin de evaluar el método de RT bajo diferentes pendientes de superficie, se utilizaron diferentes dispositivos de pala de suelo para sacar un volumen idéntico para hacer depresiones. Estas depresiones se compararon con una superficie de suelo control sin depresión, y los resultados mostraron que la RT fue capaz de reducir la erosión del suelo y la escorrentía superficial y aumentar significativamente la infiltración. Luego, basándonos en estos resultados, y después de identificar la forma adecuada de las depresiones, se ha diseñado una herramienta combinada (sistema integrado de labranza de depósito (RT)) compuesto por un arado de una sola línea de chisel, una sola línea de grada en diente de pico, sembradora modificada, y rodillo de púas. El equipo fue construido y se utiliza para comparación con MT y CT en un ambiente árido en Egipto. El estudio se realizó para evaluar el impacto de diferentes prácticas de labranza y sus parámetros de funcionamiento a diferentes profundidades de labranza y con distintas velocidades de avance sobre las propiedades físicas del suelo, así como, la pérdida de suelo, régimen de humedad, la eficiencia de recolección de agua, y la productividad de trigo de invierno. Los resultados indicaron que la RT aumentó drásticamente la infiltración, produciendo una tasa que era 47.51% más alta que MT y 64.56% mayor que la CT. Además, los resultados mostraron que los valores más bajos de la escorrentía y pérdidas de suelos 4.91 mm y 0.65 t ha-1, respectivamente, se registraron en la RT, mientras que los valores más altos, 11.36 mm y 1.66 t ha-1, respectivamente, se produjeron en el marco del CT. Además, otros dos experimentos de campo se llevaron a cabo en ambiente semiárido en Madrid con la cebada y el maíz como los principales cultivos. También ha sido estudiado el potencial de la tecnología inalámbrica de sensores para monitorizar el potencial de agua del suelo. Para el experimento en el que se cultivaba la cebada en secano, se realizaron dos prácticas de labranza (RT y MT). Los resultados mostraron que el potencial del agua del suelo aumentó de forma constante y fue consistentemente mayor en MT. Además, con independencia de todo el período de observación, RT redujo el potencial hídrico del suelo en un 43.6, 5.7 y 82.3% respectivamente en comparación con el MT a profundidades de suelo (10, 20 y 30 cm, respectivamente). También se observaron diferencias claras en los componentes del rendimiento de los cultivos y de rendimiento entre los dos sistemas de labranza, el rendimiento de grano (hasta 14%) y la producción de biomasa (hasta 8.8%) se incrementaron en RT. En el experimento donde se cultivó el maíz en regadío, se realizaron cuatro prácticas de labranza (RT, MT, ZT y CT). Los resultados revelaron que ZT y RT tenían el potencial de agua y temperatura del suelo más bajas. En comparación con el tratamiento con CT, ZT y RT disminuyó el potencial hídrico del suelo en un 72 y 23%, respectivamente, a la profundidad del suelo de 40 cm, y provocó la disminución de la temperatura del suelo en 1.1 y un 0.8 0C respectivamente, en la profundidad del suelo de 5 cm y, por otro lado, el ZT tenía la densidad aparente del suelo y resistencia a la penetración más altas, la cual retrasó el crecimiento del maíz y disminuyó el rendimiento de grano que fue del 15.4% menor que el tratamiento con CT. RT aumenta el rendimiento de grano de maíz cerca de 12.8% en comparación con la ZT. Por otra parte, no hubo diferencias significativas entre (RT, MT y CT) sobre el rendimiento del maíz. En resumen, según los resultados de estos experimentos, se puede decir que mediante el uso de la labranza de depósito, consistente en realizar depresiones después de la siembra, las superficies internas de estas depresiones se consolidan de tal manera que el agua se mantiene para filtrarse en el suelo y por lo tanto dan tiempo para aportar humedad a la zona de enraizamiento de las plantas durante un período prolongado de tiempo. La labranza del depósito podría ser utilizada como un método alternativo en regiones áridas y semiáridas dado que retiene la humedad in situ, a través de estructuras que reducen la escorrentía y por lo tanto puede resultar en la mejora de rendimiento de los cultivos. ABSTRACT Water shortage in arid and semi-arid regions stems from low rainfall and uneven distribution throughout the season, which makes rainfed agriculture a precarious enterprise. One approach to enhance and stabilize the water available for crop production in these regions is to use in-situ rainwater harvesting and conservation technologies. Adoption of in-situ soil moisture conservation systems, such as conservation tillage, is one of the strategies for upgrading agriculture management in arid and semi-arid environments. The general aim of this thesis is to develop a methodology to apply reservoir tillage to investigate the short-term effects of different tillage practices including reservoir tillage (RT), minimum tillage (MT), zero tillage (ZT), and conventional tillage (CT) on soil physical properties, as well as, soil water retention, and soil erosion control in arid and semi-arid areas. As a first approach, a review of the state of the art has been done. We found that reservoir tillage is an effective system of harvesting rainwater and conserving soil, but it has not been scientifically evaluated like other tillage systems. Experimental works covered three different conditions: laboratory experiments, field experiments in an arid region, and field experiments in a semi-arid region. To investigate and quantify water storage from RT and how it could be adapted to improve infiltration of harvested rainwater and reduce soil erosion, a laboratory-scale rainfall simulator was developed. Rainfall characteristics, including rainfall intensity, spatial uniformity and raindrop size, confirm that natural rainfall conditions are simulated with sufficient accuracy. The simulator was auto-controlled by a solenoid valve and three pressure nozzles were used to spray water corresponding to different rainfall intensities. In order to assess the RT method under different surface slopes, different soil scooping devices with identical volume were used to create depressions. The performance of the soil with these depressions was compared to a control soil surface (with no depression). Results show that RT was able to reduce soil erosion and surface runoff and significantly increase infiltration. Then, based on these results and after selecting the proper shape of depressions, a combination implement integrated reservoir tillage system (integrated RT) comprised of a single-row chisel plow, single-row spike tooth harrow, modified seeder, and spiked roller was developed and used to compared to MT and CT in an arid environment in Egypt. The field experiments were conducted to evaluate the impact of different tillage practices and their operating parameters at different tillage depths and different forward speeds on the soil physical properties, as well as on runoff, soil losses, moisture regime, water harvesting efficiency, and winter wheat productivity. Results indicated that the integrated RT drastically increased infiltration, producing a rate that was 47.51% higher than MT and 64.56% higher than CT. In addition, results showed that the lowest values of runoff and soil losses, 4.91 mm and 0.65 t ha-1 respectively, were recorded under the integrated RT, while the highest values, 11.36 mm and 1.66 t ha -1 respectively, occurred under the CT. In addition, two field experiments were carried out in semi-arid environment in Madrid with barley and maize as the main crops. For the rainfed barley experiment, two tillage practices (RT, and MT) were performed. Results showed that soil water potential increased quite steadily and were consistently greater in MT and, irrespective of the entire observation period, RT decreased soil water potential by 43.6, 5.7, and 82.3% compared to MT at soil depths (10, 20, and 30 cm, respectively). In addition, clear differences in crop yield and yield components were observed between the two tillage systems, grain yield (up to 14%) and biomass yield (up to 8.8%) were increased by RT. For the irrigated maize experiment, four tillage practices (RT, MT, ZT, and CT) were performed. Results showed that ZT and RT had the lowest soil water potential and soil temperature. Compared to CT treatment, ZT and RT decreased soil water potential by 72 and 23% respectively, at soil depth of 40 cm, and decreased soil temperature by 1.1 and 0.8 0C respectively, at soil depth of 5 cm. Also, ZT had the highest soil bulk density and penetration resistance, which delayed the maize growth and decreased the grain yield that was 15.4% lower than CT treatment. RT increased maize grain yield about 12.8% compared to ZT. On the other hand, no significant differences among (RT, MT, and CT) on maize yield were found. In summary, according to the results from these experiments using reservoir tillage to make depressions after seeding, these depression’s internal surfaces are consolidated in such a way that the water is held to percolate into the soil and thus allowing time to offer moisture to the plant rooting zone over an extended period of time. Reservoir tillage could be used as an alternative method in arid and semi-arid regions and it retains moisture in-situ, through structures that reduce runoff and thus can result in improved crop yields.

Estimate of the (R)USLE rainfall erosivity factor from monthly precipitation data in mainland Spain

The need for continuous recording rain gauges makes it difficult to determine the rainfall erosivity factor (R-factor) of the (R)USLE model in areas without good temporal data coverage. In mainland Spain, the Nature Conservation Institute (ICONA) determined the R-factor at few selected pluviographs, so simple estimates of the R-factor are definitely of great interest. The objectives of this study were: (1) to identify a readily available estimate of the R-factor for mainland Spain; (2) to discuss the applicability of a single (global) estimate based on analysis of regional results; (3) to evaluate the effect of record length on estimate precision and accuracy; and (4) to validate an available regression model developed by ICONA. Four estimators based on monthly precipitation were computed at 74 rainfall stations throughout mainland Spain. The regression analysis conducted at a global level clearly showed that modified Fournier index (MFI) ranked first among all assessed indexes. Applicability of this preliminary global model across mainland Spain was evaluated by analyzing regression results obtained at a regional level. It was found that three contiguous regions of eastern Spain (Catalonia, Valencian Community and Murcia) could have a different rainfall erosivity pattern, so a new regression analysis was conducted by dividing mainland Spain into two areas: Eastern Spain and plateau-lowland area. A comparative analysis concluded that the bi-areal regression model based on MFI for a 10-year record length provided a simple, precise and accurate estimate of the R-factor in mainland Spain. Finally, validation of the regression model proposed by ICONA showed that R-ICONA index overpredicted the R-factor by approximately 19%.

EL ANÁLISIS MULTICRITERIO, UN CASO ESPECÍFICO: PROYECTO PROLAND

La técnica del análisis multicriterio se aplicó en la evaluación de técnicas de manejo alternativo para áreas de pendiente deforestadas usadas en la agricultura en Costa Rica y Guatemala. Se identificaron objetivos de evalua­ción entre los actores locales, con la ayuda de diferentes herramientas; pudién­dose identificar la pérdida de suelo, el ingreso de la finca, los insumes agrícolas, el lavado de nitrógeno, protección de la biodiversidad y necesidades nutricionales. Luego mediante algoritmos y fórmulas matemáticas, fueron caracteriza­dos todos los objetivos. Este modelo se utilizó como base para la construcción de una herramienta para apoyar la toma de decisiones que hace posible el cálculo del valor de cada objetivo bajo diferentes escenarios de producción y protección. ABSTRACT The multimedia analysis approach was applied to the evaluation of alternative management practices in deforested sloping áreas used for farming in Central American countries (Guatemala, Costa Rica). A major number of major evaluation objectives were identified, with the help of workshop ,whit local actors, including soil loss, farm income, agricultural inputs, nitrogen leaching, protection of biodiversity, and local nutrition needs. Then, appropriate algorithms and other mathematical formulas were put together for the quantitative characterization of all these objectives. This model was used as the basis for the construction of a user-friendly decision support tool, making possible the calculation of the values of the objectives for each scenario.

EROSION DE SUELOS ENCERVATANA DE PURISCAL 1990-1995

Durante el periodo de 1990-1995 en la localidad de Cerbatana de Puriscal, Costa Rica, Se instalo un experimento en parcelas y microcuencas de escorrentía y erosión con el objetivo de monitorear sistemáticamente la pérdida de suelo en cultivos de café, maíz, frijol- tabaco y en pastizales bajo las condiciones habituales de manejo utilizadas por el agricultor. Los resultados resaltan que las obras de conservación aplicadas para los cafetales son eficientes en la reducción de la erosión y escorrentías a montos relativamente aceptables y (manejables); mientras que estas mismas obras de conservación no son suficientes para reducir la erosión en cultivos de rotación como el maíz-frijol-tabaco, ya que el factor de cobertura vegetal insuficientes para amortiguar el poder de desprendimiento de las gotas de lluvia. De igual manera se deduce de los resultados que los pastos son una buena alternativa para la protección de los suelos, siempre y cuando su espacio se aproveche en combinación con coberturas arbóreas como cítricos y se evite el sobrepastoreo. Se demuestra, además, que para la zona de Puriscal, el factor uso y manejo de suelo y cultivos es el que mayor influencia tiene sobre la perdida de suelos, en comparación con las particularidades correspondientes a las condiciones climáticas y características fisicoquímicas de los suelos.