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Introducción
El modelo empírico USLE (Universal SoilLossEquation)de estimación de erosión hídrica promedio anual, fuepresentado en 1960 por Wischmeier y Smith sobre unabase de datos de 10000 combinaciones de parcelas deescurrimiento-año, bajo lluvia natural. En Uruguay se aplicóla metodología de medición de erosión con parcelas deescurrimiento tipo «Wischmeier» (Hill et al., 2008), con lacual se obtuvo información experimental en tres suelos concapacidad de uso agrícola. La regresión lineal entre la erosiónpromedio anual estimada con USLE y la medida en lasparcelas de escurrimiento se presenta en la Figura 1 (GarcíaPréchac, 2003); incluye 17 puntos (el número de sistemasde Uso y Manejo que se realizaron en las parcelas deescurrimiento de los tres sitios y suelos). Se ha entendidoque estos resultados validan razonablemente el modelo paralas condiciones del país. Los componentes validados sontodos los que incluye el modelo (clima, suelo, topografía yuso y manejo), excepto el que refiere a las prácticas mecánicasde apoyo. El componente suelo (Factor K) fue tambiénvalidado independientemente, con lluvia simulada, enotros siete suelos contrastantes (GarcíaPréchac, Clérici yTerra, 1999). Lo incorporado en la versión revisada delmodelo (RUSLE, Renard et al., 1991, 1994 y 1997) para elcomponente uso y manejo (Factor C) fue validado con lospromedios mensuales de un año en las parcelas de escurrimientode Palo a Pique (García Préchac, Terra y Clérici,1998).
Figura 1 Regresión entre erosión medida en parcelas de escurrimiento bajo lluvia natural y estimada con USLE/RUSLE en3 sitios y suelos y 17 sistemas de uso y manejo.
Considerando solamente los resultados del sitio másantiguo (Aguas Blancas), en los que se disponía de medidasdel contenido de agua en el suelo quincenales o mensuales,García Préchac (1992) encontró una importantemejora del ajuste de la correlación (de r2 = 0,88 a r2 = 0,97)y mayor aproximación a la relación 1:1 introduciendo en laestimación con USLE el subfactor contenido de agua delsuelo de RUSLE utilizado para la región Noroeste de losEEUU (Renard et al., 1997). Esto se explica en que al nohacer esta corrección en las estimaciones, se asume queel contenido de agua del suelo no varía y es siempre alto,cercano a capacidad de campo. En las parcelas de suelopermanentemente desnudo, luego de secarse los primeroscentímetros superficiales en contacto con la atmósfera,se enlentece la evaporación hasta prácticamente anularsey se mantiene ese alto contenido de agua, como lo demuestranlos datos de agua en el suelo hasta 1,2 m deprofundidad medidos durante dos años (GarcíaPréchac,1992). En cambio, en los casos normales de suelo convegetación, en Uruguay dicho contenido de agua se reducepaulatinamente desde la primavera hasta su mínimo, afines de verano, como lo demuestran los resultados dedicha publicación. Esto hace que la erodabilidad del suelosea mayor en otoño-invierno y menor en primavera-verano.
Este problema fue estudiado por Hill et al. (2008) en lostres sitios experimentales ya mencionados, demostrandoque la sobrestimación de la erosión hídrica en todos lossistemas de producción, con la excepción del caso de suelopermanentemente desnudo, ocurre también en los otrosdos sitios además de Aguas Blancas. Por lo tanto, es unproblema general que debe resolverse para mejorar lasestimaciones de erosión hídrica en Uruguay. Hill et al. (2008)propusieron un procedimiento de estimación del contenidode agua del suelo mediante el uso de modelos de balancehídrico y por lo tanto, del subfactor contenido de agua delsuelo de RUSLE ya referido.
Sin embargo, el programa para el uso del modelo enUruguay (EROSION 6.0.20, García Préchac et al., 2016)no ha incluido aún la consideración de la variación del contenidode agua de los suelos para la realización de las estimacionesde la erosión promedio anual. Este programa esla herramienta oficial para realizar dichas estimaciones enel cumplimiento del requisito legal vigente en Uruguay depresentación de Planes de Uso y Manejo Responsable deSuelos, que no deben sobrepasar los valores de toleranciade erosión hídrica asignados oficialmente a los diferentessuelos del país.
En el futuro, posiblemente se llegará a usar RUSLE2(http://fargo.nserl.purdue.edu/rusle2_dataweb/RUSLE2_Index.htm), que considera el problema que sediscute haciendo variar el factor que representa la erodabilidaddel suelo (K) en función del contenido de agua queestima el mismo modelo. Sin embargo, previamente sedeberá validar RUSLE2 con los datos experimentales disponiblesy luego, realizar el proceso para su difusión y usopor parte de los técnicos, además de hacerlo conocido alos productores agropecuarios al mismo nivel que hoy tienela versión de USLE/RUSLE en uso a través del programaEROSION 6.0.20. Por lo tanto, es esperable que durantealgunos años se continúe usando este último. Al ser unproblema no resuelto el introducir en este programa el procedimientodesarrollado por Hill et al. (2008), el objetivo delpresente trabajo fue revisar la base de datos original enbusca de un procedimiento más simple para considerar elcontenido de agua del suelo en las estimaciones de erosióncon USLE/RUSLE en Uruguay, a fin de corregir la sobreestimaciónque genera el no hacerlo.
Materiales y métodos
Se utilizaron los datos experimentales promedio anualprovenientes de las parcelas de escurrimiento bajo lluvianatural referidos en la introducción. Se trata de tres sitiosexperimentales en los que se usaron parcelas de escurrimientotipo «Wischmeier», de 3,5 m de ancho por 22,1 mde largo. El primero ubicado en Aguas Blancas,(34º31’11.72’’ S y 55º24’22.67’’ W, TipicArgiudoll), desde1982 a 1986, cinco Usos y Manejos diferentes, habiéndoseregistrado 89 tormentas erosivas. El segundo ubicado enLa Estanzuela (34º20’12.31’’ S y 57º41’08.14’’ W, VerticArgiudoll), desde 1984 a 1989, seis Usos y Manejos, habiéndoseregistrado 144 tormentas erosivas. El tercero ubicadoen Palo a Pique (33º20’12.31’’ S y 54º29’34.43’’ W,AbrupticArgiudoll), desde 1994 a 1999, seis Usos y Manejos,habiéndose registrado 137 tormentas erosivas. En todoslos sitios se completó un ciclo de la rotación más larga(cuatro o seis años); por los detalles de los suelos, usos ymanejos e información adicional de los tres sitios, ver Hill etal. (2008). Se realizaron las estimaciones de USLE/RUSLEpara cada una de las combinaciones sitio (con diferenteerosividad de las lluvias)-suelo (con diferente Factor K)-topografía (que al ser diferente hace variar el Factor S, inclinaciónde la pendiente; el Factor L se fijó para 100 m delongitud de pendiente)-sistema de producción (que hacevariar el Factor C), pero con valor 1 del Factor prácticamecánica en todos los casos, al haberse realizado todaslas labores en sentido de la máxima pendiente. La regresiónentre las medidas experimentales y las estimacionesdel modelo fue la ya presentada en la Figura 1.
Los tres usos y manejos de suelo permanentementedesnudo en cada sitio experimental corresponden a loscasos en que el suelo mantiene alto contenido de agua,muy cercano a capacidad de campo, determinando losmayores valores de erosión tanto medidos como estimados(aproximadamente 40, 50 y 90 Mg.ha-1.año-1, en AguasBlancas, La Estanzuela y Palo a Pique, respectivamente).Estos valores son el doble o más que los mayores de losrestantes usos y manejos de la base de datos, que nosuperan 20 Mg.ha-1.año-1. El peso de estos tres pares dedatos es evidente en la determinación de la regresión referida,ya que son los que la acercan a la relación 1:1. Lo quese hizo fue recalcular la regresión eliminando los puntoscorrespondientes a los tres casos de suelo descubiertopermanentemente.
Resultados y discusión
En la Figura 2 se presenta la regresión de 14 pares depuntos, resultante de eliminar los tres casos de suelo desnudo.Se aprecia que el coeficiente de determinación siguesiendo alto, pero que la recta de regresión se aparta de larelación 1:1, siendo la pendiente de la línea de regresión(1,44) diferente de uno (P < 0,008) y el intercepto (-0,7) nodiferente de cero (P < 0,5).
Figura 2 Regresión entre erosión medida en parcelas de escurrimiento bajo lluvia natural y estimada con USLE/RUSLE en3 sitios y suelos y 14 sistemas de uso y manejo, excluyendo suelo permanentemente desnudo.
De acuerdo con la regresión obtenida, se observa que lasobrestimación de la erosión con el modelo crece con lamagnitud del valor de erosión. Si se calcula la diferenciaentre la erosión hídrica estimada y la medida experimentalmentey se la expresa como porcentaje de la última, seobtiene la relación que se presenta en la Figura 3. Si lomedido, que es la mejor aproximación de la erosión real, esmuy bajo (2 Mg ha-1.año-1, representativo de lo medido enpasturas naturales) la sobrestimación es pequeña, del ordende 7 %. Pero a valores de erosión medida próximos a7 Mg ha-1.año-1, que es la tolerancia más frecuente reportadapara Argiudoles, la sobrestimación es de alrededor de35 %. A valores mayores al anterior, la tendencia del porcentajede sobrestimación tiende a hacerse asíntota a unvalor de 40 %.
El efecto del contenido de agua del suelo sobre la erosiónhídrica no se tuvo en consideración en las versionesdel modelo USLE (Wischmeier y Smith, 1960, 1978). Reciénaparece considerado en la primera versión de RUSLE(Renard et al., 1997), pero solo para la región noroeste delos EEUU y luego, en su versión de uso actual RUSLE2(http://fargo.nserl.purdue.edu/rusle2_dataweb/RUSLE2_Index.htm), variando el valor del Factor K en funciónde una estimación del contenido de agua del suelodiferente al propuesto en Renard et al. (1997). Como losdatos de nuestro trabajo lo demuestran, en las condicionesedafoclimáticas del Uruguay la no consideración de dichoefecto determina una importante sobrestimación con elmodelo. Pensamos que la diferente importancia entre elgrueso de la zona agrícola de los EEUU para la que sedesarrolló originalmente USLE en los años 1950-60 y elUruguay, es que mientras en la primera durante el inviernolos suelos están mayoritariamente congelados hasta algunaprofundidad y cubiertos de nieve, ello no ocurre en Uruguay.Además, la información experimental recogida ennuestras parcelas de escurrimiento (García Préchac, 1992y posterior no publicada), indican que la mayoría de la erosiónpromedio anual en Uruguay ocurre desde fines delotoño, durante el invierno y hasta el comienzo de la primavera,coincidiendo con el período de mayor contenido deagua en los suelos por disminución de la radiación y por lotanto, de la evapostranspiración potencial, mientras no disminuyeen igual proporción la precipitación pluvial.
Conclusiones
Como aproximación para solucionar la sobrestimaciónde la erosión hídrica promedio anual que realiza el modeloUSLE/RUSLE en las condiciones de Uruguay, por no considerarla variación del contenido de agua del suelo y portanto asumir que es siempre alto y cercano a capacidad decampo, parece razonable transformar la estimación querealiza el modelo a la medida experimentalmente, usandola regresión Erosión Estimada = 1,4475 (Erosión Medida)- 0,7087 hallada en este trabajo. Esa estimación de erosiónmedida es representativa de la que ocurre en la realidad.
