INTRODUCCIÓN

Una de las tantas desventajas de la agricultura tradicional es que considera un manejo uniforme del suelo, sin tener en cuenta la diferencia espacial que presentan sus propiedades. Esta heterogeneidad influye en diversas características como la retención hídrica, drenaje, fertilidad, dinámica de la fracción orgánica y otras características edáficas de importancia para las plantas (^{De Baerdemaeker, 2013}). La agricultura de precisión tiene como objetivo optimizar los recursos empleados en la agricultura, como lo son el agua y los insumos químicos, esto a partir de la caracterización de cada suelo, con el fin de evitar la aplicación excesiva de los recursos, reduciendo el impacto ambiental y los gastos de producción (^{De Baerdemaeker, 2013}).

La medición de las propiedades del suelo a elevadas frecuencias temporales y espaciales exige mucho tiempo y presenta costos elevados al utilizar métodos convencionales (^{Pei et al., 2019}). Por lo tanto, se requiere de nuevas alternativas tecnológicas que proporcionen este tipo de información de una manera más rápida, precisa y económica para los productores (^{Pei et al., 2019}). La textura del suelo es una propiedad de interés que se relaciona directamente con los procesos de degradación y potencial de producción (^{White, 2005}). La textura señala el contenido de las partículas de arena, limo y arcilla en el suelo. De igual manera, tiene efecto en diferentes características como densidad, porosidad y, movimiento y almacenamiento de fluidos (aire y agua) en el suelo (^{Lacasta et al., 2005}). Esta propiedad del suelo presenta alta variabilidad espacial, por ende, caracterizar una zona determinada requiere de un elevado número de muestras para obtener resultados con mayor precisión (^{Lacasta et al., 2005}).

Antioquia es un departamento que está ubicado en la zona noroccidental de Colombia, donde cruzan las cordilleras Central y Occidental. Tanto la estructura geológica del departamento como sus depósitos minerales cumplen un papel importante en la formación y constitución de los suelos, así como en la economía y desarrollo del departamento. Antioquia cuenta con una extensión de tierra de 63 612 km², en los cuales se encuentran diferentes órdenes de suelos, destacando los entisoles, inceptisoles, histosoles, vertisoles, andisoles, molisoles, ultisoles y oxisoles (^{IGAC, 2007a}). La zona de estudio se encuentra ubicada en su mayoría en el paisaje de Montaña, ya que el 66% del departamento de Antioquia presenta este tipo de paisaje, el cual se caracteriza por tener heterogeneidad granulométrica debido a factores variables del clima, material parental y sus diferentes tipos de relieves (^{IGAC, 2007b}).

El 26% del área del departamento en 2016 correspondía a suelos agropecuarios; es decir 16 539 km² de suelo (^{UPRA, 2016}) y dentro de estos se destaca el cultivo de cacao y las producciones ganaderas de leche, de carne y de doble propósito. Antioquia es el departamento con mayor población de ganado bovino en el país, pues el 11.2% se encuentra en el departamento; es decir, 3.2 millones de cabezas (^{ICA, 2022}). Del mismo modo, Antioquia se destaca por su producción de cacao, siendo el tercer productor más grande del país con 6661 t producidas en 2021 (^{FEDECACAO, 2022}). Ante esto, el objetivo del trabajo fue describir la textura de los suelos en fincas con variados sistemas productivos en el departamento de Antioquia, Colombia.

MATERIALES Y MÉTODOS

Se utilizaron 1729 análisis de suelo del departamento de Antioquia, Colombia, en las subregiones Valle de Aburra (48), Bajo Cauca (229), Norte (272), Nordeste (263), Suroeste (195), Occidente (164), Oriente (251), Urabá (243) y Magdalena Medio (64), dividido en los sistemas productivos de cacao (415), ganadería de carne (622), lechería especializada (376) y ganadería doble propósito (316) (Figura 1). Las muestras de suelo fueron recolectadas entre 2021 y 2022, a una profundidad aproximada de 20 cm, efectuando un recorrido a manera de zigzag por el terreno a muestrear. Se hizo un hueco en similitud a un cuadrado y de ahí se fueron tomando las submuestras. En general, para cada muestra se colectaron 10 submuestras que fueron mezcladas y homogenizadas en un recipiente, luego fueron empacadas, identificadas y enviadas al laboratorio de AGROSAVIA (Tibaitatá, Cundinamarca) para el análisis de química húmeda, y porcentajes de arena (A), limo (L) y arcilla (Ar).

Figura 1. Subregiones del departamento de Antioquia, Colombia, con muestras de suelo colectadas en el estudio 

Se elaboraron modelos aditivos generalizados con distribuciones de Poisson que incluyeron efectos como la longitud (de -76.83 a -73.91 W), la latitud (de 5.60 a 8.76 N), la altitud (de cero a 2900 msnm), el tipo de trópico (bajo, medio, alto), el sistema productivo (cacao, ganadería de carne, ganadería de leche, ganadería doble propósito) y otros factores como región y municipio.

Posterior a la comprobación de significancia de cada efecto y al mayor coeficiente de determinación y deviance, quedó el siguiente modelo (ecuación 1): log (E(Y_ijkl)) = µ + N_i + M_j + S_k + e_ijkl, donde Y_ijkl es la l-ésima observación del porcentaje de arena, 2delimo o de arcilla(con distribuciónPoisson), ì es el intercepto, N_i es el efecto del nivel de altitud (_i=bajo, medio o alto), M_j es el efecto del municipio (_j = 1,…,72), S_k el efecto del sistema productivo (_k = carne, leche, doble propósito o cacao) y e_ijkl el efecto residual.

Los modelos aditivos generalizados fueron construidos con la librería mgcv (^{Wood, 2017}), del software estadístico R-project (^{R CoreTeam, 2022}). Posteriormente, con los valores predichos del obtenidos del modelo mencionado anteriormente (219 datos) para las variables Arena (A), Limo (L) y Arcilla (Ar), se determinó el tipo de textura de acuerdo con el triángulo textural de la ^{USDA (2014)}.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

En el modelo utilizado para hallar los predichos de A, el R² fue de 0.37 y la deviance de 41.4%, en tanto que para los valores predichos de L fue de R²= 0.34 y deviance= 38.8%, y para Ar, R²= 0.41 y deviance= 45.2%. Los valores predichos de las variables A, L y Ar, se presentan en el Cuadro 1. Se aprecia que los suelos presentan valores medios de A de 42.3% (rango: 8.1871.6%); para L de 27.6% (rango: 13.4-53.4%) y para Ar de 29.8% (rango: 1.40-60.9%).

En las regiones de trópico bajo (menos de 1000 msnm), en especial las regiones de Bajo Cauca, Nordeste Antioqueño, Urabá y Magdalena Medio (y con una menor participación Oriente y Occidente Antioqueño), se encontró que los suelos que predominan en los sistemas productivos de ganadería de carne, ganadería de doble propósito y cacao están conformados por texturas moderadamente finas y finas (según la clasificación ^{USDA-NRCS, 2014}), en los que se destacaron los suelos franco arcillo arenosos (F-Ar-A), franco arcillosos (F-Ar) y arcillosos (Ar) (Figura 2).

Figura 2. Mapa de los municipios de Antioquia ubicados en el trópico bajo según el sistema productivo. Los colores indican la tendencia textural del suelo en cada municipio: amarillo = arcilloso, verde = franco, azul = franco arenoso, rojo tomate = franco arcillo arenoso, café = arcillo arenoso y magenta = franco arcilloso 

En el Bajo Cauca predominan los suelos Ar, en el Nordeste para las ganaderías los suelos F-Ar-A y F-Ar, y para cacao los suelos F-Ar. En Urabá la tendencia es a los suelos F-Ar. En el Magdalena Medio para los sistemas productivos de carne, predominan los suelos con texturas F-Ar-A y F-Ar, para doble propósito F-Ar y para cacao Ar y F-Ar. Por su lado en la región de Oriente, para ganadería de carne predominan los suelos FAr-A y para ganadería de doble propósito y cacao los F-Ar-A y F-Ar. En Occidente se encontraron suelos F-Ar-A y F-A para carne y cacao, y F-Ar-A para ganadería de doble propósito (Figura 2).

En las regiones ubicadas en el trópico medio se encontró que, en los sistemas de lechería especializada del Norte, los suelos que predominan son los de texturas Ar, F, FA y F-Ar-A, de igual forma estas predominan en el Oriente, añadiendo a esta región la presencia de texturas F-Ar. Para los sistemas productivos de ganadería de carne se halló en el Suroeste la prevalencia de texturas F y F-Ar, en el Occidente suelos F, F-Ar, F-Ar-AyAr, en el Oriente suelosAr, F-Ar-A y F-A, en el Valle de Aburrá presencia de suelos F-Ar, en el Nordeste suelos de textura F, F-Ar y Ar-A, y en el Norte suelos con texturas Ar, F y F-A. De igual forma se comportó la textura de los suelos de los sistemas productivos de ganadería de doble propósito en las regiones de Suroeste, Occidente y Nordeste, y en el Valle de Aburrá donde se presentaron texturas F-Ar-A. En el cacao se presentó mayor variabilidad textural del suelo con respecto a los otros sistemas en el trópico medio, en el Suroeste prevaleció la presencia de suelos de texturas F-Ar, en Occidente la de suelos F-A, F-Ar y F-Ar-A, en el Oriente F-Ar y F-Ar-A, en el Nordeste F-Ar y Ar, y en el Norte la presencia de suelos F (Figura 3).

Figura 3. Mapa de los municipios de Antioquia ubicados en el trópico medio según el sistema productivo. Los colores indican la tendencia textural del suelo en cada municipio: amarillo = arcilloso, verde = franco, azul = franco arenoso, rojo tomate = franco arcillo arenoso, café = arcillo arenoso y magenta = franco arcilloso 

En los sistemas productivos establecidos en el trópico alto se encontró mayor presencia de suelos de texturas moderadamente gruesas. Para los sistemas de lechería especializada los suelos presentaron texturas F-A en mayor proporción y suelos con texturas Ar y F en una menor proporción en la región de Oriente, en el Valle de Aburrá se encontraron suelos Ar-L y F-Ar, mientras que en la zona Norte, las texturas predominantes fueron F-A, Ar y F-Ar-A. En los sistemas de ganadería de carne ubicados en la región de Oriente se encontraron suelos con texturas F-A y F, en el Norte texturas F-A, en el Valle de Aburrá suelos F y F-Ar, y en la región de Occidente, suelos de clase textural F y Ar. En los sistemas de ganadería de doble propósito se encontró que en la región del Suroeste predominan los suelos con textura F y F-A, en Occidente los de texturas F, F-Ar y Ar, y en el Valle de Aburrá los suelos de textura F y F-Ar (Figura 4).

Figura 4. Mapa de los municipios de Antioquia ubicados en el trópico alto según el sistema productivo. Los colores indican la tendencia textural del suelo en cada municipio: amarillo = arcilloso, verde = franco, azul = franco arenoso, rojo tomate = franco arcillo arenoso, café = arcillo arenoso, magenta = franco arcilloso y aguamarina = arcillo limoso 

En el trópico medio se encontró una mayor distribución de clases texturales, en las que hay presencia de texturas medias, finas y en menor cantidad de gruesas (F-Ar-A, F-Ar, Ar, F y F-A) (Figura 3). En el trópico alto la tendencia es a la presencia de texturas medias (F-A y F) (Figura 4). Estos resultados están dentro de los obtenidos por el IGAC (2007b), en donde determinaron la textura de los suelos del departamento de Antioquia, según el tipo de paisaje y piso climático.

En cuanto a las nueve subregiones del departamento se encontró que, en los suelos del Bajo Cauca, Magdalena Medio, Nordeste, Urabá y Valle de Aburrá la tendencia es a la presencia de suelos de granulometría fina, con mayor presencia de suelos F-Ar y Ar, y con una menor presencia de suelos F-Ar-A. Por su parte, en el Suroeste y en el Occidente la tendencia textural de los suelos es a la presencia de texturas medias, en las que prevalecen los suelos F-Ar, F-A y F. En las subregiones de Oriente y Norte la tendencia es a la presencia de suelos medios y pesados, en donde se encontraron suelos F-A, F y en menor medida suelos F-Ar-A.

En general, en los sistemas productivos de cacao se encontró que predominan los suelos de textura: F-Ar, F-Ar-A y Ar, lo que indica texturas finas y moderadamente finas, suelos adecuados para este cultivo, ya que tienen la capacidad de retener mayor humedad y, a su vez, los nutrientes del suelo (^{van-Vliet et al., 2015}). Esta característica puede ser desfavorable en terrenos de topografía plana, ya que por el exceso de agua se pueden presentar inundaciones e influir en el crecimiento y desarrollo de las plantas, debido al deficiente drenaje del suelo. La topografía que predomina en el departamento de Antioquia y donde se cultiva el cacao es de montaña. También se encontró que los sistemas productivos de cacao están ubicados en el trópico bajo y en el trópico medio, al igual que en el departamento de Santander, que es el mayor productor de cacao en el país y que tiene establecidos sus cultivos principalmente en las condiciones del trópico bajo (^{FEDECACAO, 2022}). Autores como ^{Montealegre et al. (2021}) indican que altitudes superiores a 800 msnm favorecen el cultivo de cacao, aumentando el rendimiento productivo de la planta.

En los sistemas de ganadería de carne se encontró la presencia de suelos finos como F-Ar, F-Ar-A y Ar, y suelos de textura moderadamente gruesa como los F-A. Esta variabilidad se debe principalmente a que este sistema productivo se le encuentra en los tres tipos de trópico, aunque con mayor presencia en los trópicos bajo y medio. Los principales problemas de estas ganaderías se relacionan a una inadecuada alimentación, ya que los pasturas muestran baja relación energía y proteína (^{Barahona y Sánchez, 2005}) y limitada disponibilidad durante la época seca (^{Barahona et al., 2003}). En este sentido, ^{Sossa y Barahona (2015}) sugieren que se potencialice la ganadería de carne en el trópico alto, puesto que este trópico presenta características favorables para el engorde de novillos, asociadas a una mayor calidad nutricional de sus pasturas.

En las producciones de ganadería de doble propósito (ubicadas principalmente en el trópico medio y bajo), se encontró que predominan los suelos de texturas: F-Ar, F-Ar-A y Ar; suelos finos y fértiles, para estos sistemas productivos existe una gran variedad de pastos, los cuales son seleccionados dependiendo la capacidad de adaptación a las características del suelo. Según ^{Cardona (2012}), los pastos más comunes y utilizados en Colombia en el trópico bajo y medio son angleton (Dichanthium annulatum (Forssk.) Stapf.), pangola (Digitaria eriantha, sin. D. decumbens) y las bracharias, dependiendo de la fertilidad de los suelos y de su acidez.

En los sistemas ganaderos de lechería especializada predominan los suelos de texturas F y F-A, lo que indica texturas medias y moderadamente gruesas, que cuentan con características adecuadas para la siembra de pastos de trópico alto. Este tipo de lechería especializada es de mayor frecuencia en el departamento (^{Cardozo, 2008}), en donde el pasto kikuyo (Cenchrus clandestinus [Hochst. ex Chiov. Morrone]), es una de las gramíneas más utilizadas para la alimentación del ganado lechero. Según ^{Apráez et al. (2012}), las propiedades físicas del suelo necesarias para que el pasto kikuyo presente un buen comportamiento productivo se dan en suelos con un poco de resistencia a la penetrabilidad, permeables, drenados y con buena aireación, para facilitar el crecimiento radicular, almacenamiento y, distribución de agua y de nutrientes, características proporcionadas por los suelos con textura F y F-A.

Los resultados obtenidos de la región de Occidente son comparables con los encontrados por ^{Jiménez-Heredia et al. (2010}), donde se determinaron las texturas del suelo de un predio en el municipio de Santa Fe de Antioquia y encontraron suelos con clases texturales F, F-Ar, F-Ar-Ay franco arcillo arenosa - franco arenosa (F-Ar-A-F-A); mientras que en el presente estudio fueron F-Ar, FA y F. Estos tipos de suelo, que tienden a ser medios, son aptos para el establecimiento de todos los sistemas productivos en estudio, pero se tendrían que evaluar las variables climáticas de cada lugar para determinar la viabilidad de un sistema productivo u otro. En esta zona se encuentran establecidos principalmente sistemas de ganaderías de carne y de doble propósito, con la ventaja de contar con suelos de drenajes aceptables, lo que disminuye el riesgo de encharcamiento de las pasturas, teniendo en cuenta la alta precipitación anual y la zona de vida del lugar.

Los resultados en la subregión del Oriente se pueden comparar con los publicados por ^{Hermelin (1992}), quién predominantemente reporta suelos de la clase franco limosa (FL), en tanto que en el presente estudio hubo una tendencia de suelos de clases texturales F-A y F-Ar-A. La disimilitud entre estos estudios podría deberse a la diferencia de tiempo, ya que esta propiedad física del suelo tiende a variar en función del tiempo. Las características texturales y altitudinales de estos tipos de suelos y de la región indican que son más adecuados para el establecimiento de sistemas de producción ganaderos (carne, leche y doble propósito).

^{Chakraborty y Mistri (2015}) afirman que la práctica agrícola con la textura adecuada del suelo y la selección adecuada de cultivos produce una productividad óptima con un mínimo de agua y fertilizantes, lo que en consecuencia mantiene la salud del suelo y los sistemas agrícolas en cuestión. Sin embargo, debido a la disponibilidad de recursos para riego y fertilización, pasan por alto las características del suelo, dando como resultado la degradación de este y un producto final más costoso al mercado. Ante esto, resulta importante caracterizar los suelos en los que se va a intervenir, con el fin de seleccionar los que mejores características presenten según las necesidades.

CONCLUSIONES