FACULTAD DE LETRAS Y CIENCIAS HUMANAS

IMPACTO DE LA REPRESA GALLITO CIEGO EN LA PRDIDA DE TIERRAS DE CULTIVO POR SALINIZACIN EN LA CUENCA BAJA DEL RO JEQUETEPEQUE 1980-2003

Tesis para optar el ttulo de Licenciada en Geografa y Medio Ambiente que presenta la Bachiller:

MICHELLE JAHNSEN CISNEROS

ASESOR: DR. CARLOS HENRIQUE TAVARES CORRA

San Miguel, 12 de diciembre 2013

Agradecimientos

En primer lugar, quiero agradecer a mi asesor Dr. Carlos Tavares Corra por el tiempo y la dedicacin puestos en el desarrollo de esta tesis. Sin su apoyo no hubiera sido posible llevar a cabo esta investigacin.

Tambin quiero agradecer al profesor Tavares por permitirme ser parte del proyecto de investigacin Diagnstico Ambiental de Represas en la costa peruana: Caso de estudio: La Represa de Gallito Ciego (DGI 70245 0110), el cual financi el desarrollo de esta tesis y me permiti trabajar en un equipo de investigacin interdisciplinaria.

Cabe agradecer tambin a Gustavo Rondn, asistente del proyecto, por su importante colaboracin en la elaboracin de esta tesis y en el trabajo de campo realizado.

De igual forma, quiero agradecer a todo el equipo del Laboratorio de Qumica Ambiental de la

Seccin Qumica de la PUCP, y en especial, a la profesora Nadia Gamboa por darnos la oportunidad de utilizar las instalaciones del laboratorio y asesorarnos en los procedimientos de anlisis.

Finalmente, quiero agradecer a Estefana Fox, participante tambin del proyecto de investigacin por su apoyo para el desarrollo de esta tesis.

II

ndice

ndice de figuras....V

ndice de tablasVI

Resumen..VII

1.Introduccin.1

1.1 Introduccin..1

1.2 Problemtica y justificacin2

1.2.1 Problemtica 2

1.2.2 Justificacin.. 3

1.3 Hiptesis.. 4

1.4 Objetivos. 4

1.4.1 Objetivo general. 4

1.4.2 Objetivos especficos.. 4

2. Marco terico.6

2.1 Salinizacin.6

2.2 Sales presentes en los suelos7

2.3 Origen de las sales en los suelos.8

2.4 Salinizacin en zonas ridas y semiridas9

2.5 Salinizacin e irrigacin. 11

2.6 Cultivos y salinizacin. 12

2.7 Manejo de suelos salinos. 13

2.8 Mediciones de salinidad14

2.9 Los SIG y el estudio de salinizacin de suelos16

3. rea de estudio18

3.1 Ubicacin 18

3.2 Geomorfologa. 20

3.3 Condiciones ecolgicas y ambientes bioclimticos20

3.4 Sistema de produccin agrcola..21

3.5 Sistema de irrigacin y drenaje23

3.5.1 Sistema de irrigacin.. 23

3.5.2 Sistema de drenaje.. 24

III

4. Metodologa. 26

4.1 Anlisis cartogrfico espacial-temporal. 26

4.1.1 Materiales cartogrficos.. 26

4.1.2 Procesamiento de la informacin cartogrfica26

4.1.2.1 Georeferenciacin de fotografas areas y creacin de mosaico.26

4.1.2.2 Interpretacin y digitalizacin de reas de cultivo28

4.2 Trabajo de campo.30

4.2.1 Toma de muestras30

4.2.2 Mediciones de salinidad en campo..33

4.3 Trabajo de laboratorio36

4.3.1 Anlisis de textura36

4.3.2 Materia orgnica... 38

4.3.3 pH y conductividad.. 39

4.4 Elaboracin de mapas40

5. Resultados42

5.1 Resultados del anlisis cartogrfico espacial temporal.. 42

5.2 Resultados de las mediciones de salinidad en campo. 46

5.3 Resultados del anlisis de las muestras en el laboratorio. 48

5.3.1 Textura. 48

5.3.2 Materia orgnica 50

5.3.3 pH. 52

5.3.4 Conductividad. 54

6. Discusin. 56

7. Conclusiones61

8. Bibliografa..62

IV

ndice de Figuras

Figura 01. Mapa de ubicacin del rea de estudio.19

Figura 02. Mapa de puntos de muestreo de suelo a ser analizados en el laboratorio.32

Figura 03. Mapa de puntos de muestreo para la medicin in situ de salinidad de suelos....35

Figura 04. Mapa de tierras de cultivo en el ao 1980..43

Figura 05. Mapa de tierras de cultivo en el ao 2003..44

Figura 06. Mapa de variacin de tierras de cultivo en el periodo 1980-200345

Figura 07. Mapa de salinidad del suelo (medicin en campo)..47

Figura 08. Mapa de textura del suelo.49

Figura 09. Mapa de materia orgnica del suelo..51

Figura 10. Mapa de pH del suelo53

Figura 11. Mapa de conductividad del suelo.55

V

ndice de Tablas

Tabla 01: Grado de afectacin por sales en el rea del valle de Jequetepeque.2

Tabla 02: Tipos de sales comnmente presentes en los suelos salinos..7

Tabla 03: Grado de tolerancia de los cultivos a la salinidad.13

Tabla 04: Clasificacin de suelos de acuerdo a la salinidad.15

Tabla 05: Clasificacin de suelos salinos...16

Tabla 06: reas aprobadas de cultivos para la Campaa Grande 2010-2011 a nivel del valle

Jequetepeque Regulado22

Tabla 07: Fotografas areas (1980) utilizadas..27

Tabla 08: Puntos de muestreo de suelo (laboratorio).31

Tabla 09: Puntos de mediciones de salinidad en campo en el tramo inferior del ro

Jequetepeque..34

Tabla 10: Tiempos para la realizacin de mediciones..38

Tabla 11: Tierras de cultivo en 1980 y 200342

Tabla 12: Resultados de las mediciones de salinidad en campo..46

Tabla 13: Resultados del anlisis de textura de las muestras de suelo48

Tabla 14: Resultados del anlisis de materia orgnica de las muestras de suelo.50

Tabla 15: Resultados del anlisis de pH de las muestras de suelo..52

Tabla 16: Resultados del anlisis de conductividad de las muestras de suelo54

VI

Resumen

La presente tesis tuvo como objetivo evaluar el impacto de la construccin de la represa Gallito

Ciego en la prdida de tierras de cultivo por salinizacin en la cuenca baja del ro Jequetepeque durante el periodo 1980-2003. Especficamente, se estudi el sector comprendido entre la carretera Panamericana Norte y la desembocadura del ro en el ocano Pacfico que abarca los distritos de Jequetepeque y Guadalupe en la provincia de Pacasmayo.

Para el desarrollo de esta tesis se llev a cabo un anlisis cartogrfico espacial-temporal. A travs del trabajo con fotografas areas e imgenes satelitales se reconstruyeron las reas de cultivo en los aos 1980 (periodo anterior a la represa) y 2003. Luego se procedi a evaluar la prdida de tierras de cultivo en el periodo 1980-2003, identificando los lugares donde se haban reducido las

reas de cultivo.

Paralelamente, se llev a cabo la toma de muestras de suelos en campo y anlisis en el laboratorio. Los parmetros analizados incluyeron textura, materia orgnica, pH y conductividad.

Los resultados de laboratorio permitieron conocer el estado actual de los problemas de salinizacin de suelos en el rea de estudio. Tambin se realizaron mediciones de salinidad en campo con el mismo objetivo.

A travs del anlisis cartogrfico se observ una pequea ampliacin de la frontera agrcola en el periodo 1980-2003. Al comparar el cambio en la extensin de reas de cultivo se pudo observar que, para el ao 2003, hay una prdida de 256.19 ha de superficies cultivables y, en contrapartida, un incremento de 298.38 ha de cultivo, dando, a nivel global una ampliacin de la frontera agrcola de 42.19 ha.

Sin embargo, el inters de esta investigacin se centra en la prdida de tierras de cultivo; es decir, aquellas reas que se encontraban aptas para el cultivo en el ao 1980 y se perdieron para el ao 2003. La observacin de las fotografas areas e imgenes satelitales permiti sugerir que la prdida de 256.19 ha de reas de cultivo en este periodo poda relacionarse a cambios en el rgimen del caudal del ro y a la expansin urbana en los alrededores del pueblo de Jequetepeque.

De igual forma, el anlisis de muestras de suelo en el laboratorio permiti evaluar si exista un problema de salinidad de suelos que pudiera explicar esta prdida de tierras de cultivo. Los resultados del anlisis de conductividad elctrica demostraron que la mayor parte de las muestras analizadas podan ser calificadas como no salinas o ligeramente salinas. Esto llev a concluir que,

VII

si bien las condiciones de salinidad de los suelos podan afectar en cierto grado la productividad de algunos cultivos sensibles, a nivel general, no tendran un impacto tan grave como para ocasionar la prdida de tierras de cultivo.

Por otro lado, los resultados del anlisis textural permitieron identificar que la mayor parte de los suelos presentaban texturas gruesas que favorecen el lavado de sales. El contenido de materia orgnica, por su parte, se encontr dentro del rango de 2 a 11%. De igual forma, los resultados del anlisis de pH se encontraron en el rango de 7.83 - 8.88, presentando la mayor parte de las muestras pH moderadamente alcalinos. Debido a que no se cont con un estndar adecuado para interpretar los resultados de las mediciones en campo con el conductmetro porttil, se consider conveniente tomar estos datos de carcter referencial.

Sin embargo, los resultados alcanzados tanto en el anlisis cartogrfico espacial-temporal (1980 2003) como en el anlisis de las muestras de suelo en laboratorio sugirieron que la prdida de tierras de cultivos por salinizacin no fueron significativas a partir de la construccin de la represa

Gallito Ciego.

VIII

1. Introduccin

1.1 Introduccin

Alrededor de 831 millones de hectreas de suelos a nivel mundial se ven afectadas en diferentes grados por la salinizacin. Este fenmeno se observa en ms de 100 pases, presentando una variedad de extensiones, naturaleza y propiedades. Ninguna zona climtica del mundo se encuentra libre de problemas de salinizacin aunque el problema se asocia mayormente a las zonas ridas y semiridas (Rengasamy 2006).

La salinizacin es uno de los factores ambientales ms severos que limitan la produccin agrcola, ya que la mayora de los cultivos son sensibles a los altos contenidos de sales en los suelos. El costo de la salinidad para la agricultura se estima en 12 billones de dlares al ao y se espera que este monto se incremente si se intensifica el problema. Los elevados costos de produccin se explican debido a la prdida de rendimiento de los cultivos en zonas salinas (Lauchly & Pitman, 2002).

La salinizacin secundaria (de origen antrpico) se relaciona principalmente con la instalacin de sistemas de irrigacin. De acuerdo a informacin recopilada para la FAO en 1987, de las 227 millones de hectreas irrigadas a nivel mundial, el 20% se encuentran afectadas por salinidad (Ghassemi et al. 1995).

Las formas de lidiar con este problema se dividen generalmente en dos; la ingeniera del agrcola para el manejo de los sistemas de irrigacin y drenaje, o la ingeniera de los cultivos para la mejora de la tolerancia a la salinidad (Lauchly & Pitman, 2002).

Las respuestas de los agricultores ante el problema de salinizacin se ven influenciadas por la capacidad financiera de los mismos, as como por las capacidades tcnicas necesarias para enfrentar este problema. En algunos casos, esto puede llevarlos al abandono de las tierras de cultivo salinas.

A travs de esta investigacin se busca evaluar el proceso de salinizacin a partir de la construccin y puesta en funcionamiento de la represa Gallito Ciego para determinar si esta obra ha tenido impacto en la prdida de tierras de cultivo en un sector de la cuenca baja del ro Jequetepeque en el periodo 1980-2003.

1

1.2 Problemtica y Justificacin

1.2.1 Problemtica

La salinizacin es un problema que afecta a un gran porcentaje de las reas cultivables del Per y que se acenta en la costa. De acuerdo al anlisis realizado en 1986 por la Oficina Nacional de Evaluacin de Recursos Naturales, de la superficie cultivada total de la costa de 775,431 ha, alrededor del 40% de estas tierras (306,701 ha) se encontraban afectadas en diferentes grados por el proceso de salinizacin (ONERN 1986).

La principal causa de este problema fue atribuida al mal manejo del agua de riego y al pobre drenaje de los suelos. Asimismo, a condiciones particulares de la costa peruana tales como el alto contenido de sales en los suelos dado su origen marino y la ausencia de lluvias, lo que contribuye a la acumulacin de sales (ONERN 1986).

En el Plan de Ordenamiento Ambiental de la cuenca del ro Jequetepeque se recopil informacin especfica acerca del problema de salinizacin de suelos. Luego de evaluar un rea total de 47,300 ha, las tierras fueron clasificadas de acuerdo a su grado de afectacin. Los resultados de este estudio se presentan en la tabla 01:

Tabla 01: Grado de afectacin por sales en el rea del valle de Jequetepeque

SituacinSuperficieClasificacinSuperficieGrado de afectacinSuperficie

actualha%ha%ha%

Suelos33,84071.5---Sin problemas a muy33,84071.5

normalesligeramente salinos

Ligeramente salinos6,76014.3

Salinos860018.2Moderadamente1,0302.2

salinos

Suelos13,46028.5Fuertemente salinos8101.7

afectadosLigeramente salinos4400.9

Salino-486010.3Moderadamente2,0004.2

sdicossalinos

Fuertemente salinos2,4205.2

TOTAL47,300100TOTAL47,300100

Fuente: ONERN (1988)

Como se puede observar, el 28.5% de las tierras del valle ya presentaban un problema de

salinidad.

2

Adems, en el mismo estudio se especifica que el sector Jequetepeque - San Jos (correspondiente al rea de estudio de esta investigacin) presentaba 11.8% de tierras afectadas por salinidad para el mismo ao y que se esperaba que el porcentaje de tierras afectadas alcanzara el 30% en 1995 (ONERN 1988).

Esto lleva a considerar que la represa Gallito Ciego, cuya construccin se inicia en 1977 y culmina en 1987, es muy probable que el problema se haya acentuado. Ya que, como se ver ms adelante, existen estudios que demuestran que los grandes proyectos de irrigacin pueden incrementar la salinizacin de los suelos.

Tal como se plantea en un artculo del Centro Peruano de Estudios Sociales (2010), una de las consecuencias de los grandes proyectos de irrigacin es la prdida de tierras de cultivo por salinizacin: Mientras por un lado se ganan tierras al desierto a un costo altsimo [con los proyectos de irrigacin], por el otro se pierden tierras por la salinizacin, cuyo costo de restauracin es tambin muy alto. Si bien este artculo presenta una crtica muy severa, en definitiva, se trata de un tema que requiere mayores estudios.

Es importante mencionar que la prdida de tierras de cultivo por salinizacin, como consecuencia del desarrollo de grandes proyectos de irrigacin, se debe fundamentalmente al mal manejo del agua de riego. La utilizacin excesiva de agua para el riego, la cual trae consigo grandes cantidades de sales, sumada a las caractersticas naturales de la costa acentan los procesos de salinizacin, ocasionando la prdida de fertilidad de las tierras.

1.2.2 Justificacin

De acuerdo a la Clasificacin de las tierras del Per (ONERN 1982), la costa rene los suelos ms productivos del pas. Esto se debe a varias razones entre las cuales cabe resaltar: la calidad de los suelos, la topografa plana, la disponibilidad de agua, y las inversiones realizadas en infraestructura vial y de riego principalmente.

Del ms de milln de hectreas aptas para el cultivo en el pas, alrededor de 870 mil estn en zonas donde existe infraestructura de riego. El rea efectivamente cultivada vara entre las 600 y las 700 mil hectreas dependiendo de la disponibilidad de agua y otras condiciones tales como las condiciones climticas y econmicas (ONERN 1982).

3

La salinizacin de los suelos es un problema que afecta principalmente los valles costeros y que se acenta en las reas irrigadas como consecuencia del mal manejo de los recursos hdricos. Sin embargo, no se cuenta con suficiente informacin al respecto.

En la actualidad, la informacin cartogrfica sobre el proceso de degradacin de tierras por salinizacin se encuentra desactualizada. Los ltimos registros de informacin corresponden a estudios realizados por la Oficina Nacional de Evaluacin de Recursos Naturales (ONERN) en los aos ochenta. De manera que, no existe una base cartogrfica que permita evaluar el impacto del establecimiento de la represa Gallito Ciego en el marco del Proyecto Especial Jequetepeque

Zaa (PEJEZA) en la prdida de tierras de cultivo por salinizacin. Esta investigacin busca contribuir al manejo sostenible de las tierras agrcolas irrigadas en la cuenca baja del

Jequetepeque, al proveer de una base cartogrfica que permita cuantificar la prdida de superficies cultivables en el periodo 1980-2003 por este proceso.

1.3 Hiptesis

La hiptesis que se plantea es que la represa Gallito Ciego ha ocasionado la prdida de tierras de cultivo como consecuencia del proceso de salinizacin de suelos, en el sector comprendido entre el puente Libertad de la Panamericana Norte y la desembocadura del ro Jequetepeque en el ocano Pacfico, durante el periodo 1980-2003.

1.4 Objetivos

1.4.1 Objetivo General

El objetivo general de esta investigacin es evaluar la prdida de tierras de cultivo por salinizacin a partir del establecimiento de la represa Gallito Ciego en el sector comprendido entre el puente

Libertad de la Panamericana Norte y la desembocadura del ro Jequetepeque en el ocano Pacfico, en el periodo 1980-2003.

1.4.2 Objetivos especficos

Los objetivos especficos son los siguientes:

Realizar un anlisis cartogrfico espacial-temporal que permita reconstruir las

reas de cultivo en los aos 1980 (antes de la represa) y 2003 (posterior a la represa) en el rea de estudio.

Caracterizar los suelos del rea de estudio a travs de un muestreo y posterior anlisis de las muestras en el laboratorio.

4

Determinar el contenido de sales en los suelos del rea de estudio a travs de mediciones de salinidad en campo.

Generar una base de datos cartogrficos utilizando los Sistemas de Informacin

Geogrfica.

5

2. Marco Terico

2.1 Salinizacin

Las bases conceptuales del problema de salinizacin fueron establecidas a fines del siglo XIX y principios del siglo XX por investigadores como Hilgard, De Sigmond, Gedroiz, Hissink, y Kelley, entre otros (USSLR 1954). Debido al largo desarrollo terico existen diversas aproximaciones conceptuales. En general se entiende la salinizacin como el proceso de acumulacin excesiva de sales solubles en el suelo. Sin embargo, esta definicin no considera los impactos nocivos en los sistemas agrcolas.

En vista del inters de esta investigacin por la relacin entre los procesos de salinizacin y sus impactos en la prdida de tierras de cultivo, la definicin planteada por Rengasamy (2006) parece ser la ms adecuada. Este investigador define la salinizacin como la acumulacin de sales solubles en el solum o regolito del suelo a tal punto que impacta la produccin agrcola, la salud ambiental y el bienestar econmico (Rengasamy 2006).

A travs de esta definicin es posible relacionar la acumulacin excesiva de sales solubles con los impactos negativos en la productividad agrcola, y por ende, en la prdida de tierras de cultivos. Este es el tema de mayor relevancia para esta investigacin.

Existen dos tipos de salinizacin: salinizacin primaria y salinizacin secundaria (European Communities 2009).

La salinizacin primaria hace referencia a la acumulacin de sales a travs de procesos naturales debido a una alta concentracin de sales en el material parental del suelo o del agua subterrnea. Mientras que la salinizacin secundaria se relaciona a la accin antropognica. Las actividades humanas que pueden llevar a este problema se relacionan principalmente a prcticas inadecuadas de irrigacin (European Communities 2009).

Esta investigacin se centra en la salinizacin secundaria ocasionada por la instalacin de la represa Gallito Ciego dentro del proyecto de irrigacin Proyecto especial Jequetepeque-Zaa en el valle del Jequetepeque.

Una definicin general desde una perspectiva agrcola-productiva considera que los suelos salinos son aquellos que contienen suficientes sales neutrales disueltas para afectar de manera adversa el crecimiento de la mayora de cultivos (FAO 1988). Sin embargo, existen definiciones ms

6

especficas que diferencian los suelos salinos en suelos salinos, suelos sdicos y suelos salino-sdicos (Porta et al. 2003).

De acuerdo a esta terminologa, los suelos salinos son aquellos en los que se produce una acumulacin de sales ms solubles que el yeso, suficiente para interferir en el crecimiento de la mayora de cultivos y otras plantas no especializadas. Estos suelos se correlacionan con los solonchaks de la Base Referencial Mundial del Recurso Suelo (1988).

Por otro lado, los suelos que contienen suficiente sodio intercambiable para que afecte desfavorablemente la produccin de los cultivos y la estructura del suelo mismo son denominados

suelos sdicos y se correlacionan con los solonetz de la Base Referencial del Recurso Suelo

(1988).

Finalmente, los suelos que presentan sales ms solubles que el yeso y sodio intercambiable se conocen como suelos salinos-sdicos. De acuerdo al United States Salinity Laboratory de

Riverside, los suelos salinos-sdicos son los ms comunes (USSLR 1954).

2.2 Sales presentes en los suelos

De acuerdo a Porta et al. (2003) los grupos de sales presentes en los suelos salinos ms representativos son los cloruros, sulfatos, carbonatos y bicarbonatos del grupo 1 y 2 de la tabla peridica (Ver tabla 02).

En general, los cloruros y sulfatos son los responsables ms frecuentes de la formacin de suelos salinos, de las propiedades que presentan estos suelos y del estrs sobre las plantas (Porta et al. 2003).

Tabla 02: Tipos de sales comnmente presentes en los suelos salinos

ClasePresencia en suelos salinosToxicidad para las plantas

Cloruros

SdicoComn+++

MagnsicoComn++++

ClcicoRaro++

PotsicoBaja+

Sulfatos

SdicoComn++

MagnsicoComn++++

PotsicoBaja+

Carbonato sdicoSuelos sdicos+++++

BicarbonatoSuelos sdicos++++

sdico

Fuente: Porta et al. (2003)

7

Por su parte, la presencia de carbonatos y bicarbonatos sdicos se relaciona a condiciones fsico qumicas especiales vinculadas a procesos de alcalinizacin del suelo. Los suelos que presentan estas sales pueden alcanzar un pH de 9 a 12, siendo estas condiciones desfavorables para el crecimiento de la mayora de las plantas (Porta et al. 2003).

2.3 Origen de las sales en los suelos

Las sales que se encuentran en los suelos tienen su origen en los minerales primarios de la corteza terrestre. A travs del proceso de meteorizacin qumica, los componentes de las sales son liberados de forma gradual y se vuelven solubles (FAO 1988).

El agua constituye el medio de transporte ms importante de estas sales. Por esta razn, los problemas de salinizacin de suelos ocurren en su mayora en lugares que reciben sales que han sido transportadas a travs del agua. (USSLR 1954)

Las fuentes ms comunes de sales son el agua superficial y la napa fretica. Las concentraciones de sales en ambos casos dependen del material geolgico y los suelos con los cuales han tenido contacto las aguas. En el caso de reas irrigadas el agua de regado es tambin una fuente de sales (USSLR 1954). Tambin, es posible que las sales se encuentren de forma previa en los suelos, sin necesidad de haber sido transportadas por el agua. Tal es el caso de los suelos de origen marino, donde el material parental puede consistir en depsitos marinos que se acumularon en periodos geolgicos anteriores y que han sufrido una elevacin. El ocano tambin es la fuente de sales en zonas costeras, donde las sales pueden transportarse a travs de la brisa del mar (USSLR 1954).

Como se puede observar el origen de las sales en los suelos se relaciona a un sistema complejo. Una forma de simplificar la comprensin de este sistema es considerar los denominados ciclos de salinizacin.

De acuerdo a Porta et al. (2003) se pueden distinguir cinco ciclos de acumulacin de sales en los suelos:

a) Ciclos continentales: la formacin de suelos salinos en zonas continentales se debe a ciclos de movilizacin, redistribucin y acumulacin de sales influenciados por factores climticos, rgimen de humedad del suelo, posicin geomorfolgica y tipo de drenaje.

a. Ciclo continental de acumulacin primaria: las sales solubles presentes en los suelos proceden directamente de la meteorizacin de las rocas. Las sales liberadas se acumulan in situ sin ser transportadas.

8

b. Ciclo continental de acumulacin secundaria: se caracteriza por la movilizacin, redistribucin y acumulacin de sales a cierta distancia de su lugar de origen. Este es el caso de los suelos salinos que reciben sales a travs de aguas superficiales.

b) Ciclos marinos: los suelos del litoral pueden presentar acumulaciones de sales marinas; especialmente cloruros de sodio. Esta acumulacin puede ser el resultado del contacto de los suelos con napas freticas poco profundas, la inundacin por efectos de la marea o los aportes de sales marinas transportadas por el viento.

c) Ciclos deltaicos: los deltas son reas favorables para la agricultura debido a la alta fertilidad de las tierras. Sin embargo, el equilibrio de los sistemas deltaicos es frgil ya que la interaccin del agua marina, la napa fretica y el agua transportada por el ro puede llevar a procesos de salinizacin.

d) Ciclos artesianos: se relacionan a la presencia de microfallas y fracturas que permiten la afloracin de aguas salinas. Ocurren en lugares en los que la distancia al mar y las condiciones climticas no son necesariamente favorables para la acumulacin de sales.

e) Ciclos antropognicos: son los ciclos de acumulacin de sales relacionados a la intervencin humana. Las actividades humanas que llevan a estos procesos de acumulacin de sales pueden ser de diversa ndole tales como la irrigacin, el uso excesivo de fertilizantes, e inclusive el desarrollo de actividades no agrcolas como la minera que permiten la liberacin excesiva de sales.

Si bien en el rea de estudio puede ocurrir ms de un ciclo de salinizacin, esta investigacin se centra en los ciclos de salinizacin de origen antrpico relacionados principalmente a la irrigacin artificial de tierras para el cultivo.

2.4 Salinizacin en zonas ridas y semiridas

Como se mencion anteriormente, el agua constituye el medio de transporte ms importante de las sales. Es por ello que la concentracin de sales en la zona de las races se define por la diferencia entre el volumen y la concentracin de sales del agua que ingresa al rea de produccin y la que sale de ella (Umali 1993).

Esto puede expresarse a travs de la siguiente frmula:

Sg = Dr Cr + Dg Cg + Di Ci + Sm + Sf - Dd Cd - Sp - Sc

9

donde: Dr y Cr son el volumen por unidad de rea y la concentracin de agua de lluvia, Dg y Cg son el volumen y concentracin de sal del agua subterrnea, Di y Ci son el volumen y concentracin de sales en el agua de irrigacin, Sm es la sal disuelta de los minerales en el suelo, Sf es la sal adicionada al suelo a travs de fertilizantes y agroqumicos, Dd y Cd son el volumen y concentracin de sales en el agua drenada, Sp es la cantidad de sal precipitada y Sc es la cantidad de sal removida en los cultivos cosechados.

Este planteamiento terico permite comprender que la salinizacin de suelos se relaciona directamente con un desbalance entre las entradas y salidas de las sales en solucin. De tal forma que la acumulacin excesiva de sales en los suelos se relaciona directamente con dificultades en el lavado y transporte de las mismas.

Es por ello que la salinizacin es un fenmeno que ocurre principalmente en zonas ridas y semiridas y que es casi inexistente en zonas hmedas (USSLR 1954).

En las regiones hmedas, el lavado y transporte de sales ocurre de forma natural permitiendo el movimiento de las sales hacia el agua subterrnea; donde son transportadas por corrientes hacia el ocano (USSLR 1954).

Sin embargo, en las regiones ridas y semiridas, el lavado y transporte de sales usualmente es local y las sales no son transportadas muy lejos. Esto no solo se debe a la ausencia de lluvias sino tambin a las altas tasas de evaporacin que llevan a que las sales se acumulen en los suelos (USSLR 1954).

Se ha observado, adems, que en estas regiones el mal drenaje es un factor que se relaciona comnmente con los procesos de salinizacin y puede deberse a la presencia de una napa fretica alta o a la baja permeabilidad del suelo (USSLR 1954).

Se puede ver que en las zonas ridas y semiridas las bajas precipitaciones llevan a que los sistemas de drenaje no se desarrollen adecuadamente. De tal forma que el drenaje del agua desde la parte alta de la cuenca puede ocasionar una elevacin del nivel fretico en la parte baja, ocasionando la formacin de suelos salinos (USSLR 1954).

Por su parte, la baja permeabilidad de los suelos se puede relacionar a la presencia de una capa geolgica dura o a una mala textura o estructura del suelo (USSLR 1954).

10

De acuerdo a Walworth (2006), los suelos de texturas gruesas presentan un menor riesgo de generar problemas de salinizacin que los de texturas finas. Esto se debe a que los suelos de textura gruesa presentan poros de mayor tamao que permiten el drenaje y lavado de las sales con facilidad.

Como se puede observar, las regiones ridas y semiridas presentan caractersticas que las hacen ms propensas a los procesos de acumulacin de sales. No obstante, los problemas de salinizacin ms comunes se dan con la instalacin de sistemas de irrigacin artificial en estas zonas (USSLR

1954).

2.5 Salinizacin e irrigacin

De acuerdo a Umali (1993) la salinizacin de suelos como consecuencia de la irrigacin puede producirse debido a tres factores: la adicin de cualquier agua de irrigacin, la irrigacin de suelos previamente salinos y el incremento de los niveles de la napa fretica (Umali 1993).

La adicin de agua de irrigacin en grandes cantidades puede llevar a la salinizacin de suelos ya que el agua trae consigo sales disueltas en solucin. Al irrigar, la mayor parte del agua regresa a la atmsfera a travs de la evaporacin desde el suelo o a travs de la transpiracin de las plantas. Sin embargo, debido a que el porcentaje de sales utilizado por las plantas es mnimo la mayor parte se acumula en los suelos (Umali 1993).

De acuerdo al United States Salinity Laboratory (1954), las aguas utilizadas para irrigacin pueden contener de 0.1 a 5 toneladas de sal por acre-pie de agua. Es decir, 0.1 a 5 toneladas de sal en 1,233.48 m3 de agua aproximadamente.

Adems, se debe considerar que en las zonas ridas y semiridas, el uso de agua para la irrigacin es mayor. Esto, sumado a la ausencia de lluvias y las altas tasas de evaporacin puede llevar a la acumulacin de sales en el suelo (Umali 1993).

El segundo factor se relaciona con la irrigacin de suelos previamente salinos. Estos suelos son comunes en las regiones ridas y semiridas ya que debido a la ausencia de lluvias las sales presentes en los suelos no han sido lavadas (Umali 1993).

Al irrigar estas reas, las sales previamente presentes en los suelos se disuelven y son transportadas por el agua. Si la cantidad de agua aplicada es menor a la necesaria para lavar las sales esto llevara a una acumulacin de sales en la zona de las races (Umali 1993).

11

En tercer lugar, la aplicacin de agua de irrigacin de forma excesiva puede llevar a una elevacin de la napa fretica. Usualmente durante los primeros aos de los proyectos de irrigacin los agricultores usan agua en exceso y no construyen drenes que permitan el drenaje del exceso de agua. Esto lleva a una elevacin de la napa fretica (USSLR 1954). Cuando la napa fretica alcanza un nivel de profundidad determinado la capilaridad permite la ascensin del agua salada hacia las races (Umali 1993).

De acuerdo a estudios realizados por Gardner y Fireman (1958) y Sharma and Prihar (1973) si la napa fretica se encuentra a una profundidad de 1 a 2m puede contribuir de forma significativa a la salinizacin en la zona de las races (FAO 1988).

2.6 Cultivos y salinizacin

El exceso de sales en los suelos ocasiona retraso y crecimiento desigual de los cultivos, as como rendimientos pobres. El grado de afectacin de las plantas depender del nivel de concentracin de sales (FAO 1988).

En general, la presencia excesiva de sales impide el crecimiento de cultivos al disminuir la cantidad de agua disponible para ser absorbida por las plantas. Esto se debe a que las sales en exceso incrementan la presin osmtica de la solucin del suelo, disminuyendo la capacidad de las plantas para absorber agua. Por otro lado, algunas sales en exceso pueden ser txicas para las plantas o inhibir la absorcin de nutrientes necesarios para el crecimiento de los cultivos (FAO 1988).

Se debe notar que la resistencia de los cultivos a la presencia de sales difiere de una especie a otra. En la tabla 03 se puede observar un listado de cultivos de acuerdo a su grado de tolerancia a la salinidad.

Los cultivos considerados como muy tolerantes pueden resistir una concentracin de sales del extracto de pasta saturada de 10g/L, los moderadamente tolerantes 5g/L y los cultivos sensibles de 2.5g/L (FAO 1985a).

12

Tabla 03: Grado de tolerancia de los cultivos a la salinidad

Muy tolerantesModeradamenteSensibles

tolerantes

Palmera datileraTrigoTrbol rojo

CebadaTomateArvejas

Remolacha azucareraAvenaFrejoles

AlgodnAlfalfaCaa de azcar

EsprragoArrozPera

EspinacaMazManzana

LinoNaranja

PapaCiruela pasa

ZanahoriaCiruela

CebollaAlmendra

PepinoAlbaricoque

GranadaDurazno

Higo

Oliva

Uva

Fuente: FAO (1985a)

Se debe tener en cuenta que no existe un punto crtico de salinidad en el cual las plantas inhiben completamente su crecimiento. Sin embargo, a medida que la salinidad se incrementa las plantas reducen su crecimiento hasta que se vuelven clorticas y mueren (FAO 1988).

2.7 Manejo de suelos salinos

A lo largo del tiempo los agricultores han utilizado diferentes prcticas para mantener la productividad de sus cultivos y evitar la acumulacin excesiva de sales. Entre las prcticas de manejo de suelos salinos ms comunes se encuentran el establecimiento de sistemas de drenaje del exceso de agua de los suelos, el lavado de las sales y el cambio de cultivos a especies ms tolerantes a la salinidad. El drenaje del exceso de agua es una prctica fundamental para el manejo de la salinidad ya que permite controlar la profundidad de la napa fretica (FAO 1985b).

Como se mencion anteriormente, los problemas de salinidad se asocian comnmente a la presencia de una napa fretica poco profunda. Esto ocurre ya que al irrigar un rea se adicionan grandes cantidades de agua que, en la ausencia de sistemas de drenaje, ocasionan un incremento de la napa fretica. El agua subterrnea asciende entonces por capilaridad hacia la zona de las races y, si es salina, se convierte en una fuente permanente de sales para los suelos. El agua se evapora entonces desde la superficie y las sales permanecen en los suelos incrementando su

13

concentracin. Es por ello que la instalacin de sistemas de irrigacin requiere el establecimiento de sistemas de drenaje artificiales como canales y drenes que permitan eliminar el exceso de agua y controlar la profundidad de la napa fretica (FAO 1985b).

Otra prctica comn para el control de la salinidad se relaciona al lavado de las sales de los suelos. Cuando se tiene conocimiento de que existe una acumulacin excesiva de sales, estas pueden ser lavadas del suelo aplicando una mayor cantidad de agua que la requerida por los cultivos en la poca de crecimiento. El agua en exceso lleva las sales por debajo de la zona de las races a travs de la percolacin. El lavado debe ser realizado consecutivamente para inhibir la acumulacin excesiva de sales (FAO 1985b).

Finalmente, una prctica comn para el manejo de suelos salinos se relaciona al cambio de cultivos a especies ms tolerantes a la salinidad. Asimismo, existen prcticas relacionadas al control de los periodos de irrigacin y fertilizacin, suavizado del terreno para la distribucin homognea del agua, etc. (FAO 1985b).

2.8 Mediciones de salinidad

Luego de haber revisado los planteamientos tericos alrededor del proceso de salinizacin, queda por responder la pregunta acerca de cmo determinar si un suelo es considerado salino o no. El mtodo ms utilizado para determinar la salinidad de un suelo consiste en la cuantificacin del contenido de sales solubles en el suelo a travs de la medicin de la conductividad elctrica.

La conductividad elctrica es una expresin numrica de la habilidad inherente de un medio para permitir el paso de una corriente elctrica. Debido a que existe una relacin cercana entre la conductividad y el contenido de sales de una solucin acuosa, este parmetro es usado como expresin de la concentracin total de sales disueltas (FAO 1999).

Sin embargo, aunque la conductividad es utilizada frecuentemente para calcular el contenido de sales, las mediciones de conductividad pueden verse afectadas por la temperatura de las muestras, la movilidad, valencia y concentraciones relativas de los iones en la solucin (FAO 1999).

Las unidades de medicin de la conductividad son los deciSiemens por metro (dS/m), miliSiemens por centmetro (mS/cm) o los micromhos por centmetro (mho/cm) y milimhos por centmetro (mmho/cm). A partir de las mediciones de conductividad se pueden realizar conversiones para calcular la concentracin de sales en gramos por litro (g/L).

14

Existen dos mtodos de laboratorio usados comnmente para poder medir la conductividad

elctrica muestras de suelo (Gartley 2011):

(i) Medir la conductividad elctrica con un conductivmetro porttil en un extracto de pasta saturada de suelo

(ii) Medir la conductividad elctrica con un conductivmetro porttil en un extracto de

una muestra de suelo en solucin basado en un ratio fijo de agua-suelo

Si bien el primer mtodo permite una medicin ms representativa del contenido de sales en un suelo en condiciones naturales, las dificultades en la preparacin de los extractos de pasta saturada hacen que sea considerado un mtodo ms lento y ms propenso a errores debido a la variabilidad de los analistas en la preparacin de las pastas saturadas (Gartley 2011).

Por esta razn, el mtodo de medicin de conductividad elctrica que utiliza extractos de muestras de suelo en solucin en ratios fijos de agua-suelo es el preferido en muchos laboratorios. Se ha comprobado que este mtodo es eficaz, rpido y reproducible en diversos tipos de suelo

(Gartley 2011).

Para obtener los extractos de muestras de suelo en solucin se pueden utilizar disoluciones en ratios suelo-agua de 1:1, 1:2.5 y 1:5. El ratio de disolucin deber ser tomado en cuenta al momento de seleccionar los estndares internacionales para interpretar la conductividad elctrica ya que deber estar adaptado a la disolucin utlizada.

Con fines de esta investigacin, se tomar como referencia los estndares proporcionados por la FAO, los cuales han sido adaptados por Dahnke y Whitney (1988) para un extracto de suelo en solucin suelo-agua de 1:1 (Ver tabla 04).

Tabla 04: Clasificacin de suelos de acuerdo a la salinidad

Conductividad delConductividad del extracto de

Salinidad del sueloextracto de saturacinsaturacin en ratio 1:1Efectos sobre los cultivos

(dS/m)*(dS/m)**

No salino0 - 20 1.1Efectos de salinidad insignificantes.

Ligeramente salino2 - 41.2 2.4Rendimientos de cultivos sensibles

pueden verse restringidos.

Moderadamente4 - 82.5 4.4Rendimientos de muchos cultivos

salinopueden verse restringidos.

Fuertemente8 164.5 8.9Solo cultivos tolerantes presentan

salinorendimientos satisfactorios.

Extremadamente> 16> 9Solo algunos cultivos muy tolerantes

salinopresentan rendimientos satisfactorios.

Fuente: *FAO (1988) ** Dahnke y Whitney (1988)

15

Con el uso de estos estndares ser posible interpretar los resultados de los anlisis de muestras de suelos en el laboratorio que se presentan en captulos posteriores.

Por otro lado, es importante mencionar que a travs del anlisis de laboratorio tambin es posible categorizar los suelos salinos en suelos sdicos, salino-sdicos y salinos, dependiendo del pH, conductividad y SAR (Sodium Adsorption Ratio).

El SAR se estima de la proporcin de iones de sodio en comparacin con los iones de magnesio y calcio presentes en el suelo. El clculo de SAR es importante ya que un exceso de sodio intercambiable en el suelo lleva al reemplazo de los iones de calcio y magnesio ocasionando la dispersin de las partculas de suelo, descomponiendo los agregados y volviendo el suelo duro y reduciendo las tasas de infiltracin de agua y aire. En la tabla 5 se presentan los estndares que permiten clasificar los suelos en salinos, salino-sdicos y sdicos.

Tabla 05: Clasificacin de suelos salinos

Conductividad elctricaSARpHClasificacin

(mmhos/cm a 25C)

>415>8.5Salino-sdicos

15>8.5Sdicos

Fuente: Chhabra (1996)

Si bien en esta investigacin no se realizar tal clasificacin, es importante conocer los estndares que permiten categorizar los suelos salinos ya que se trata de un anlisis muy frecuente.

2.9 Los SIG y el estudio de salinizacin suelos

La cartografa se relaciona cercanamente al estudio de los suelos. Desde hace varias dcadas existe un inters por la clasificacin y espacializacin de los suelos. En 1961, FAO y Unesco iniciaron el proyecto para la elaboracin del Mapa Mundial del Suelo que dur 20 aos y tuvo como objetivo clasificar y espacializar los recursos de suelos mundiales. Esta clasificacin fue utilizada como base por muchos pases para elaborar mapas de suelo nacionales a escalas ms reducidas (FAO 1990).

Con el inters por la evaluacin de los recursos del suelo surgi tambin la voluntad de elaborar mapas que evaluaran procesos de degradacin de suelos como la erosin y la salinizacin. Por ejemplo, la Unin Europea ha elaborado un Mapa de Suelos Salinos y Sdicos. La elaboracin de

16

este mapa se bas informacin contenida en la European Soils Database (2004) y la recopilada por Szabolcs (1974) (European Soil Portal 2012).

En la actualidad, el desarrollo de los SIG permite un estudio ms dinmico de los recursos del suelo al facilitar el anlisis espacial-temporal y son muchos los investigadores que apuestan por estas metodologas. Por ejemplo, Mahmoud A. Abdelfattah (2009), que combina el uso de sensores remotos y sistemas de informacin geogrfica para mapear la salinizacin de suelos, o J. Navarro-Pedreo (2007) que busca estimar la salinizacin de suelos utilizando modelos geoestadsticos en zonas ridas y semiridas.

En esencia, existen muchas aplicaciones de los SIG dirigidas al estudio de los suelos y al proceso de salinizacin. A travs de esta investigacin se utilizarn herramientas de los SIG que, combinadas con teledeteccin, trabajo de campo y laboratorio, permitirn evaluar la prdida de tierras de cultivo por salinizacin.

17

3. rea de estudio

3.1 Ubicacin

La cuenca del ro Jequetepeque est ubicada en la costa norte del Per, en la margen occidental de la cordillera de los Andes. Se sita entre los paralelos 76 y 730de latitud sur y los meridianos 7830 y 7940de longitud oeste (Burga 1995).

La cuenca ocupa un rea total de 698 200 ha y abarca las regiones de La Libertad (provincias de Pacasmayo y Chepn) y Cajamarca (provincias de Cajamarca, Contumaz, San Pablo y San Miguel).

El rea de estudio comprende un sector de la cuenca baja del ro Jequetepeque, abarcando los distritos de Guadalupe y Jequetepeque en la provincia de Pacasmayo, regin de la Libertad (ver figura 01).

Los lmites norte y sur estn determinados por el lmite de la frontera agrcola, mientras que, por el este, el lmite se encuentra en el Puente Libertad de la Panamericana Norte, y por el oeste con el ocano Pacfico.

18

Figura 01. Mapa de ubicacin del rea de estudio.

19

3.2 Geomorfologa

De acuerdo al estudio realizado por la ONERN en 1988, la cuenca del Jequetepeque abarca las tres grandes regiones macromorfoestructurales de la subregin occidental que conforman el territorio nacional, la regin marino-costera, la repisa continental (tambin denominada costa) y la cordillera de los Andes (ONERN 1988).

El marco estructural del rea en coactividad con los agentes marinos e hidroclimticos han dado lugar a seis unidades macromorfoestructurales en el rea de estudio:

a) El margen continental: plataforma y talud continental.

b) El litoral, incluye playas, acantilados, ensenadas, etc.

c) La repisa continental o costanera, caracterizada por la presencia de planicies, terrazas, montes, dunas, etc.

d) Los espolones andinos, formados por colinas y cadenas transversales descendentes de los Andes que dan lugar a los valles.

e) El macizo central de la cordillera Occidental: formado por cordilleras montaosas con ambientes glaciales y periglaciales.

f) Los valles por desgaste fluvial, tales como los valles de Jequetepeque, Chamn y

Cuspinique.

3.3 Condiciones ecolgicas y ambientes bioclimticos

De acuerdo a la clasificacin de las zonas de vida de Holdrige, la cuenca del ro Jequetepeque abarca los siguientes ambientes bioclimticos: rido y semiclido, transicional de rido a semirido y semiclido, semirido y semiclido templado, seco y semiclido templado, seco y templado, hmedo y templado, muy hmedo y templado, y, pluvial y fro (ONERN 1988).

El rea de estudio est comprendida en el ambiente bioclimtico rido y semiclido. En este ambiente, se ubican las zonas de vida bajo el trmino desierto comprendidas en el piso

Premontano y en las provincias de humedad desecado, superrido y perrido (ONERN 1988).

Su principal rasgo es la existencia de una evapotranspiracin potencial que vara desde 8 a 64 veces el valor de la precipitacin. Esta caracterstica es sumamente importante ya que tiene una influencia indirecta en la salinizacin de los suelos (ONERN 1988).

20

Este ambiente bioclimtico abarca 255,500 ha o el 39% del rea del valle. Espacialmente, comprende las partes bajas de la cuenca conteniendo las planicies de la costa y las primeras estribaciones de la cordillera de los Andes, desde cero hasta los 1,800 msnm (ONERN 1988).

Esta seccin del valle constituye la zona ms seca de la cuenca, siendo sus precipitaciones insignificantes para el desarrollo agropecuario; salvo en pocas del Fenmeno del Nio donde las precipitaciones aumentan abruptamente (ONERN 1988).

Las condiciones de sequedad del valle evidencian la necesidad de las obras de irrigacin y el efecto positivo que ha tenido la instalacin de la represa Gallito Ciego en la agricultura, transformando la parte baja del valle en una zona altamente productiva. No obstante, dadas las condiciones naturales de aridez, el uso de la irrigacin artificial altera las condiciones naturales del medio ocasionando problemas como la salinizacin de suelos.

3.4 Sistema de produccin agrcola

De acuerdo al Diagnstico preliminar (Burga et al. 1995) la cuenca del ro Jequetepeque comprende un rea estimada de 513,649 ha, de las cuales casi 80% son tierras ocupadas por pastos naturales, forestales, tierras eriazas y otro tipo de uso. Slo 21.6%, es decir, 110,775 ha son tierras de uso agrcola.

Por su parte, en la cuenca baja, el porcentaje de tierras dedicadas a la actividad agrcola corresponde a 41.1%; un porcentaje bastante alto en comparacin a la cuenca alta donde slo 16.8% es de uso agrcola. Esto se debe, principalmente, a las condiciones favorables para la agricultura que pueden encontrarse en la cuenca baja, dadas por las caractersticas climticas, los sistemas de irrigacin presentes, el tipo de suelo y la topografa plana. Es por esta razn que la actividad agrcola se concentra en la zona baja mientras que en la zona alta de la cuenca se desarrolla la ganadera.

Si bien la informacin recopilada en este estudio es anterior a esta investigacin, permite tener una visin general de las caractersticas del valle y de los cultivos que se han venido desarrollando a lo largo del tiempo.

En el estudio mencionado anteriormente, el arroz es el principal producto cultivado en la cuenca baja debido a su alta rentabilidad. El cultivo de arroz ocupa casi 70% del rea cultivada y consume

80% de agua utilizada para la irrigacin. En general, se trata de un cultivo que utiliza tecnologa moderna y que se destina al mercado nacional.

21

Los rendimientos promedios mediante riego regulado tienden a mantenerse y en algunas ocasiones a incrementarse alcanzando hasta 7,500 kg/ha. En definitiva, se trata de un producto de alta demanda comercial. Los principales centros arroceros del valle son: Guadalupe, San Pedro, Limoncarro, Pacanga y Chepn.

Por otro lado, el segundo producto de mayor cultivo en el valle es el maz amarillo duro. A lo largo del tiempo, el rea cultivada de este producto ha ido aumentando alcanzando el 26% del total cultivable. Su cultivo se da en todos los sectores del valle dado que es un producto con bastante demanda, especialmente por la agroindustria para el procesamiento de alimentos balanceados.

El estudio evidencia, adems, que para 1995 ya se observaba una tendencia incipiente de los agricultores por incursionar en cultivos no tradicionales con el objetivo de incrementar sus ganancias.

Al comparar la informacin recopilada sobre los cultivos en el ao 1995 con la campaa agrcola 2010-2011, se observa que en 15 aos no ha habido grandes cambios en los patrones de cultivo.

En la tabla 06 se presentan las reas de cultivo aprobadas para la campaa grande 2010-2011 a nivel del valle del Jequetepeque.

Tabla 06: reas aprobadas de cultivos para la Campaa Grande 2010-2011 a nivel del valle Jequetepeque Regulado

Cultivosrea aprobada (ha)%

Arroz almacigo*1,413.653.72

Arroz28,273.0074.35

Maz amarillo duro3,127.728.23

Menestras1,041.992.74

Permanentes2,769.937.28

Transitorios2,814.107.40

Total38,026.74100

Fuente: (JUSDRRJ 2010)

*El rea de almacigo del cultivo de arroz no se suma al total por ser instalado despus en campo definitivo

Como se puede observar en la tabla anterior el arroz contina siendo el cultivo de mayor predominancia en el valle, alcanzando 74.35% del total de la superficie a cultivarse en la campaa 2010-2011. De igual forma, el maz amarillo duro contina siendo el segundo cultivo de mayor importancia con 8.23% del total del rea agrcola.

22

De esta manera, los patrones de cultivo se mantienen vigentes, aunque en la actualidad, al visitar el valle es posible ver que algunos agricultores se dedican a cultivos no tradicionales como la alcachofa y la cebolla, e inclusive adoptan tcnicas de irrigacin modernas como el riego por goteo. Sin embargo, estos casos siguen siendo poco representativos del valle.

3.5 Sistema de irrigacin y drenaje

La administracin del agua en el valle se lleva a cabo de acuerdo a la Ley 29338 Ley de Recursos Hdricos. Las entidades que participan en el proceso de administracin del agua para riego son la

Administracin Local de Agua de Jequetepeque, la Junta de Usuarios Jequetepeque Regulado (operador de la infraestructura menor de riego) y las Comisiones de Usuarios (JUSDRRJ 2010).

Los Sectores de Riego de la Junta de Usuarios de Jequetepeque Regulado son los siguientes:

Sector Pacanga

Sector Guadalupe

Sector Chepn

Sector Talambo

Sector Limoncarro

Sector Jequetepeque

Sector San Jos

Sector San Pedro

Sector Tecapa

Sector Toln

Sector Huabal Zapotal

Sector Ventanillas

Sector Pay Pay

Es importante mencionar que el rea de estudio pertenece a los sectores Jequetepeque y Limoncarro.

3.5.1 Sistema de irrigacin

La infraestructura de riego en el valle est conformada por el Reservorio Gallito Ciego, la bocatoma Talambo-Zaa y el sistema de canales.

23

A continuacin se presenta una breve descripcin de cada una de estas obras de infraestructura

(JUSDRRJ 2010).

El reservorio Gallito Ciego: La presa Gallito Ciego es la principal obra de infraestructura y sirve para almacenar y regular las aguas del ro Jequetepeque. Tiene una capacidad til de embalse de 379.899 MMC (millones de metros cbicos) de acuerdo a la batimetra realizada en el ao 2006.

Bocatoma Talambo- Zaa: La bocatoma Talambo- Zaa regula y controla la entrega de agua a travs de siete compuertas.

Sistema de canales principales: El sistema de canales principales est compuesto por el canal Talambo-Zaa, canal de empalme Guadalupe y el canal San Pedro - San Jos.

o Canal Talambo-Zaa: Tiene una longitud de 31.315 km y distribuye agua a los sectores de Chepn y Talambo. Este canal se encuentra revestido de concreto y presenta infraestructuras de derivacin y empalme con el sistema de riego interno. La capacidad de distribucin de agua es de 29.00 m3/s. o Canal de Empalme Guadalupe: El canal de Empalme Guadalupe se encuentra

revestido en un tramo de 2.00 km llegando hasta el partidor Guadalupe-Chafn empalme con el canal antiguo Guadalupe. Tiene una capacidad de conduccin de 38.00 m3/s y abastece de agua a los sectores de riego de Limoncarro, Guadalupe, Peblo Nuevo y Pacanga.

o Canal San Pedro San Jos: El canal San Pedro-San Jos es un canal sin revestir que se extiende desde la bocatoma de captacin en el ro Jequetepeque y distribuye agua a los sectores de San Pedro y San Jos. Su capacidad de conduccin es de 11.10 m3/s.

3.5.2 Sistema de drenaje

El sistema de drenaje est conformado por la red de colectores ubicados en la parte baja del valle. Se subdivide en el sistema de drenaje de la parte noroeste y el de la parte suroeste del valle Jequetepeque.

Sistema de drenaje de la parte noroeste del valle Jequetepeque: Este sistema de drenaje se encuentra conformado por un colector principal y cuatro drenes laterales:

o Colector Principal I-I de 15.70 km o Dren Lateral II-II de 4.17 km

24

o Dren Lateral III-III de 4.30 km

o Dren Lateral IV-IV de 3.00 km

o Dren Lateral V-V de 5.40 km

Sistema de Drenaje de la parte suroeste del Valle Jequetepeque: Este sistema tiene una longitud total de 31 km y se encuentra conformado por la red de colectores agrupados en los sectores de: Santa Elena, San Demetrio, El Milagro y Jequetepeque.

25

4. Metodologa

Para la realizacin de este trabajo de investigacin la metodologa const de cuatro fases: el anlisis cartogrfico espacial-temporal, el trabajo de campo, el trabajo de laboratorio y la elaboracin de mapas. A continuacin se describen detalladamente cada una de estas etapas.

4.1 Anlisis cartogrfico espacial-temporal

Con el objetivo de analizar la variacin espacial de las reas de cultivo en el periodo 1980-2003 se llev a cabo un anlisis espacial-temporal. El resultado de este anlisis fue la reconstruccin digital de las reas de cultivo para el periodo 1980 y 2003, lo que permiti cuantificar la prdida y/o incremento de los terrenos cultivados.

4.1.1 Materiales cartogrficos

Para el desarrollo de esta etapa se utilizaron las siguientes fuentes cartogrficas - teledeteccin:

Fotografas areas del valle (1980): las fotografas areas utilizadas se obtuvieron del

Servicio Aerofotogrfico Nacional (ver tabla 07).

Imagen Satelital Google Earth. Digital Globe. Fecha (2003): se obtuvo gracias al Centro de

Investigacin de Geografa Aplicada (CIGA) de la Pontificia Universidad Catlica. Esta imagen se encontraba previamente georeferenciada.

4.1.2 Procesamiento de la informacin cartogrfica

El procesamiento de la informacin cartogrfica se inici con la georeferenciacin de las fotografas areas. Debido a que las imgenes satelitales de Google Earth 2003 se obtuvieron previamente georeferenciadas no fue necesario realizar este proceso.

4.1.2.1 Georeferenciacin de fotografas areas y creacin de mosaico

Las fotografas areas utilizadas para la reconstruccin de las reas de cultivo en el periodo de 1980 se obtuvieron del Servicio Aerofotogrfico Nacional (SAN). Estas fotografas debieron ser georeferenciadas manualmente con la ayuda del Software ArcMap 9.3 y Google Earth.

26

Tabla 07: Fotografas areas (1980) utilizadas

Nombre delAutorFechaNde vueloN de

ProyectoFotografa

SAN20-11-80323-8017

SAN20-11-80323-8019

SAN20-11-80323-8021

SAN20-11-80323-8023

SAN20-11-80323-8025

SAN20-11-80323-8027

SAN20-11-80323-8029

SAN20-11-80323-8031

SAN20-11-80323-8033

SAN20-11-80323-8036

SAN20-11-80323-8038

SAN20-11-80323-8040

ProyectoSAN20-11-80323-8042

SAN20-11-80323-8044

Especial

SAN20-11-80323-8046

Jequetepepe

SAN20-11-80323-8048

SAN20-11-80323-8056

SAN20-11-80323-8058

SAN02-12-80323-80-A318

SAN02-12-80323-80-A320

SAN02-12-80323-80-A322

SAN02-12-80323-80-A324

SAN02-12-80323-80-A326

SAN02-12-80323-80-A328

SAN02-12-80323-80-A330

SAN02-12-80323-80-A332

SAN02-12-80323-80-A334

SAN04-12-80323-80-A365

Fuente: elaboracin propia.

El procedimiento de georeferenciacin se inici con el escaneo de las fotografas y el recorte de las reas innecesarias en el programa Microsoft Picture Manager 2010. Una vez hecho esto, se procedi a trabajar en el software ArcMap 9.3 de la siguiente manera:

i. Levantamiento e identificacin de puntos de control: Se levant una fotografa area del ao 1980. Se identificaron puntos de control con la ayuda de la imagen satelital Digital Globe de Google Earth (2003). Los puntos de control se

27

establecen a partir de la identificacin de un mismo punto en la imagen a georeferenciar y una imagen previamente georeferenciada, en este caso la imagen satelital de Google Earth del ao 2003.

ii. Ingreso de los puntos de control: Con la ayuda de la herramienta

Georeferencing de ArcMap 9.3, se identifican los puntos de control en la fotografa area y posteriormente se ingresan las coordenadas reales obtenidas con la ayuda de la imagen satelital Digital Globe de Google Earth

(2003). Se deben identificar la mayor cantidad de puntos de control entre ambas imgenes para minimizar el error de georeferenciacin.

iii. Rectificacin de la imagen: Una vez ingresados los puntos de control y sus respectivas coordenadas reales se procede a rectificar la imagen con la opcin

Rectify en el men Georeferencing.

iv. Definicin de la proyeccin: para culminar el proceso se define la proyeccin

con la herramienta Define Projections and Transformations que se encuentra en el toolbox. En esta opcin se elige el sistema de coordenadas y el datum.

Es importante mencionar que en el trabajo de georeferenciacin de imgenes se busc trabajar con un mnimo de veinte puntos de control por fotografa area y un error de georeferenciacin menor al 2%.

Este procedimiento se repiti para las 28 fotografas utilizadas. Luego se procedi a extraer las

reas de inters para el estudio con la opcin Extract by mask del Spatial Analyst Tools de

ArcGis 9.3. De esta manera, las fotografas se recortaron con mayor precisin.

Finalmente, se procedi a crear un mosaico con las fotografas areas para poder dar inicio al proceso de digitalizacin de las reas de cultivo. El mosaico se cre para las 28 fotografas utilizando la opcin Mosaic to new raster del Data Mangement Tools del software.

4.1.2.2 Interpretacin y digitalizacin de reas de cultivo

El proceso de interpretacin y digitalizacin de reas de cultivo se realiz de la misma manera en las imgenes satelitales de Google Earth 2003 y en el mosaico de fotografas areas del ao 1980.

El procedimiento utilizado consisti en el anlisis visual y posteriormente la digitalizacin manual de las reas de cultivo en las imgenes de 1980 y 2003.

28

Es importante notar, que el anlisis visual de imgenes presenta algunas ventajas sobre el digital ya que permite incorporar criterios complejos a la interpretacin de la imagen. Mientras que el anlisis digital se basa casi exclusivamente sobre la intensidad radiomtrica de cada pixel, el anlisis visual puede incorporar otros elementos a la interpretacin como la textura, emplazamiento y estructura; elementos que seran muy difciles de interpretar digitalmente (Chuvieco 1996).

Los principales criterios de interpretacin visual utilizados en esta investigacin son los siguientes:

Tono: hace referencia a la intensidad de energa recibida por el sensor para una determinada banda del espectro. Los tonos claros y oscuros dependern de la absorcin y/o reflectividad del objeto en diferentes longitudes de onda.

Color: es producto de la reflectividad selectiva de los objetos a diferentes longitudes de onda.

Forma: se relaciona al trazado del contorno, permite reconocer elementos individuales en una imagen.

Textura: referida a la rugosidad o suavidad de los elementos de la imagen.

Situacin espacial: se refiere al contexto en el cual se encuentra el elemento de inters para la interpretacin, as como su relacin con otros elementos cercanos.

Patrn espacial: hace referencia a la organizacin de elementos dentro de la imagen.

Al aplicar estos criterios de interpretacin visual fue posible identificar las reas de cultivo y proceder a la digitalizacin manual con la ayuda del software ArcMap 9.3.

El proceso de digitalizacin de reas de cultivo se realiz primero para el mosaico de fotografas de

1980 y luego para las imgenes satelitales Digital Globe de Google Earth 2003. El procedimiento fue el siguiente en ambos casos:

I. Levantamiento de imgenes: se levant la imagen a digitalizar en el software

ArcMap 9.3.

AI. Creacin de shapefiles: en la interfase del ArcCatalog se crearon shapefiles para digitalizar las reas de cultivo en ambos periodos. Los shapes fueron denominados

cultivos 1980 y cultivos 2003.

29

BI. Digitalizacin: Con la ayuda de las herramientas del Editor toolbar del software se digitalizaron los polgonos correspondientes a las reas de cultivo en ambas

imgenes (1980 y 2003). Para ello se aplicaron los criterios de anlisis visual antes mencionados.

IV.Clculo del rea: Una vez culminado el proceso de digitalizacin de cultivos en 1980 y 2003; en la tabla de atributos de ambos shapes se cre una nueva columna denominada rea. En ella se aplic la opcin Calculate Geometry para calcular las reas de los polgonos.

Luego de haber realizado el proceso de digitalizacin de las reas de cultivos en ambos periodos y con la obtencin del rea fue posible determinar el incremento y/o prdida de las reas de cultivo en el periodo 1980-2003.

4.2 Trabajo de campo

El trabajo de campo se realiz en dos etapas realizadas en agosto de 2011 y agosto de 2012. Estas oportunidades sirvieron para el desarrollo de dos tareas importantes: la toma de muestras de suelo para ser analizadas posteriormente en el laboratorio y la medicin de la salinidad en campo.

En la primera salida se tomaron las muestras de suelo de la margen izquierda y en la segunda se tomaron muestras de suelo de la margen derecha y se realizaron las mediciones de salinidad in situ.

4.2.1 Toma de muestras

En la figura 02 se presenta la ubicacin de los puntos de muestreo. Como se puede observar, el muestreo en campo se realiz en transectos que fueron establecidos de acuerdo a la accesibilidad del terreno.

Los materiales utilizados para llevar a cabo esta tarea fueron los siguientes: Imagen satelital Digital Globe de Google Earth (2003) impresa con los puntos de muestreo referenciales, GPS, pala de metal, guantes desechables, bolsas Ziploc, masking tape, plumones indelebles y hoja de registro de resultados.

El procedimiento se desarroll de la siguiente manera: en primer lugar, se utiliz las imgenes satelitales de Google Earth (2003) para identificar los posibles puntos de muestreo de forma sistemtica para cubrir toda la seccin del valle de inters y se registraron las coordenadas de los mismos.

30

Con la ayuda de un GPS fue posible movilizarse en el valle y determinar los puntos de muestreo de acuerdo a la accesibilidad en el rea de estudio. Los puntos de muestreo identificados inicialmente fueron slo tomados como referencia. Por ello, para la toma de muestras de suelo se registr la ubicacin del punto elegido utilizando el GPS.

Luego se removi la capa superficial de vegetacin y con una pala de metal se cav una profundidad de 25 a 30cm desde la superficie, de ah se obtuvo una muestra de aproximadamente 500g. Se registr la ubicacin, el cdigo de la muestra y las caractersticas del lugar en una tabla.

Seguidamente, las muestras fueron rotuladas y almacenadas en bolsas al vaco. Adems, fueron conservadas en refrigeracin hasta su anlisis en el laboratorio.

Es importante mencionar que se tomaron todas las muestras necesarias considerando los recursos disponibles y la representatividad del muestreo. En total se tomaron diecisiete muestras, nueve correspondientes a la margen izquierda y ocho a la margen derecha. En la tabla 08 y en la figura 02 es posible identificar todos los puntos de muestreo.

Tabla 08: Puntos de muestreo de suelo

Punto deCoordenadas UTM

Margen del roZona 17 SObservaciones

muestreo

EsteNorte

1m6558339188782Boca del ro, rea sin cultivar. Grama salada.

2m6667089190220Cultivo de frejol baya.

3m6665849189595Cultivo de maz, muestra hmeda.

4m6622789190166rea preparada para cultivo.

Izquierda5m6624999188093rea en descanso, cultivo de arroz.

6m6601529188765Cultivo de alfalfa.

7m6595379190178rea en descanso, cultivo de arroz.

8m6559399187312Cerca desembocadura de dren al mar, rea sin cultivo.

Presencia de grama salada.

9m6563559187222Cultivo de cebolla en rea "salina". Riego por goteo.

C16557949189783Terreno removido

C26560089189529Terreno en reposo

C36593339190900Cultivo maz

DerechaC46593139190500Terreno en reposo, arroz

C56629139191202Terreno en reposo, arroz

C66625389190494Terreno removido

C76672639191265Terreno en reposo, arroz

C86669489190478Terreno en reposo, arroz

31

Figura 02. Mapa de puntos de muestreo de suelo a ser analizados en el laboratorio.

32

4.2.2 Mediciones de salinidad en campo

Las mediciones de salinidad en campo tambin fueron realizadas a travs de transectos establecidos en funcin a la accesibilidad del terreno. En la figura 03 se pueden observar los puntos de muestreo para las mediciones de salinidad en campo.

Para esta labor se utiliz un conductmetro porttil Hanna Instruments HI 993310 que permiti medir la salinidad in situ en gramos por litro. Este equipo cuenta con una punta cnica de acero inoxidable que permite realizar mediciones directas en suelos. Tiene una resolucin de 1.0 g/L y una precisin de 2% del campo de medicin.

Otros materiales utilizados fueron los siguientes: Imagen satelital Google Earth (2003) impresa con los puntos de toma de mediciones referenciales, GPS, agua destilada (limpieza del equipo) y hoja de registro de resultados.

El procedimiento se llev a cabo de la siguiente manera. Inicialmente, haciendo uso de las imgenes satelitales de Google Earth (2003) se identificaron posibles puntos de muestreo de forma sistemtica para cubrir toda la seccin del valle de inters y se registraron las coordenadas de los mismos.

Con la ayuda de la imagen satelital impresa y un GPS se pudo movilizar en el valle y determinar los puntos de medicin. Los puntos identificados inicialmente en la imagen satelital fueron tomados slo como referencia. En la tabla 09 se pueden identificar los puntos de muestreo tomados para las mediciones de la salinidad en campo.

El procedimiento de medicin de la salinidad consisti en registrar la ubicacin del punto de muestreo con la ayuda de un GPS e introducir la punta de acero del conductmetro en el suelo a una profundidad de 10 a 15cm. Los resultados obtenidos fueron debidamente registrados. Despus de cada medicin el equipo fue limpiado con agua destilada.

Las mediciones de salinidad en campo fueron utilizadas posteriormente para la elaboracin de mapas.

33

Tabla 09: Puntos de mediciones de salinidad en campo en el tramo inferior del ro Jequetepeque

Punto deCoordenadas UTM

Margen del roZona 17 SObservaciones

muestreo

EsteNorte

J16557379188732Boca del ro, sin cultivo.

J26558489187416Terreno sin cultivo, grama salada y

verdolaga

J36581889187289Terreno removido

J46585019188031Entrada Jequetepeque, terreno en

reposo

J56589769189418Terreno en reposo

IzquierdaJ66667779190225Terreno en reposo, arroz

J76668669189818Cultivo alcachofa

J86649319189691Cultivo maz

J96636289190063Terreno abandonado, mala hierba

J106621109188667Cultivo cebolla (hmedo)

J116606709189484Cultivo cebolla

J126595899188470Terreno sin cultivo, grama salada

C16557949189783Terreno removido

C26560089189529Terreno en reposo

C36593339190900Cultivo maz

DerechaC46593139190500Terreno en reposo, arroz

C56629139191202Terreno en reposo, arroz

C66625389190494Terreno removido

C76672639191265Terreno en reposo, arroz

C86669489190478Terreno en reposo, arroz

34

Figura 03. Mapa de puntos de muestreo para la medicin in situ de salinidad de suelos.

35

4.3 Trabajo de laboratorio

El trabajo de laboratorio se realiz en un periodo de cuatro semanas. Los parmetros analizados en el laboratorio fueron: textura, materia orgnica, conductividad y pH.

Para el anlisis de cada parmetro se utilizaron metodologas estandarizadas que fueron adaptadas a la disponibilidad recursos del laboratorio. Todas las muestras debieron ser preparadas antes de su anlisis.

La preparacin puede dividirse en cinco etapas: secado de las muestras, disgregado, tamizado, cuarteado y pesaje. Para dar inicio al secado, se retiraron las muestras del congelador y se colocaron en vasos de precipitados debidamente rotulados. Las muestras fueron introducidas en la estufa durante 24 horas a 105C para secarlas. Al salir de la estufa, las muestras se dejaron enfriar en los desecadores de vidrio.

La segunda etapa de la preparacin consisti en el disgregado de las muestras con la ayuda de un mortero. Luego, en la tercera etapa se procedi a tamizar las muestras utilizando un tamiz con apertura de malla de 2mm. Ms adelante, en la cuarta etapa se procedi al cuarteado de las muestras para obtener porciones de las mismas. La ltima etapa consisti en el pesaje de las muestras de acuerdo a los requerimientos de los anlisis de laboratorio.

4.3.1 Anlisis de Textura

Para el anlisis de textura del suelo se utiliz como referencia la norma ASTM D422-63 (reapproved 2007) Standard Test Method for Particle-Size Analysis of Soils. Este mtodo tambin es conocido como el mtodo del hidrmetro.

En el experimento, el hidrmetro es utilizado para medir la densidad de la suspensin suelo/agua a lo largo de distintos periodos de tiempo. Esta densidad vara conforme pasa el tiempo ya que las partculas se van sedimentando. Las partculas de mayor tamao toman menos tiempo en sedimentarse que las de menor tamao.

La separacin de las partculas de suelo de diferente tamao se fundamenta en la distinta velocidad de sedimentacin. Esta velocidad se basa en la Ley de Stokes que puede ser descrita como una dependencia lineal entre el dimetro de la partcula X y el inverso de la raz cuadrada del tiempo:

36

donde; X es el dimetro de la partcula, t tiempo de sedimentacin y es un parmetro de sedimentacin y una funcin de la profundidad de asentamiento del hidrmetro, la viscosidad de la solucin y la densidad de la partcula y la solucin.

En esencia, el mtodo del hidrmetro se basa en que partculas de diferentes tamaos requieren diferentes tiempos de sedimentacin. Para este experimento se consider que despus de 40 segundos el total de las partculas de arena se haba sedimentado, y a las 2 horas el total de partculas de limo y arena se encontraban sedimentadas.

De tal forma que al realizar mediciones simultneas con el hidrmetro en diferentes periodos tiempo se conoce la cantidad de partculas en suspensin y, conociendo los tiempos de sedimentacin predeterminados as como el peso total de la muestra, es posible calcular el porcentaje de arena, limo y arcilla. De esta manera, se sabe la clase textural del suelo.

Es necesario notar que la temperatura afecta la lectura del hidrmetro. De acuerdo a Medina (2007) el valor de la densidad del suelo en solucin es igual a la lectura del hidrmetro slo cuando se efecta en condiciones similares a las que fue calibrado el dispositivo. Por esta razn, es necesario realizar correcciones a las mediciones. En este caso, la correccin considerada fue de incrementar 0.36g/L por cada grado que sobrepasa la temperatura de calibracin de 20C o restarlo por cada grado menos.

Para el desarrollo del mtodo del hidrmetro es necesario utilizar un dispersante, siendo el ms comnmente utilizado el hexametafosfato de sodio (NaPO3)x=6 (CAS 68915-31-1). La funcin de este dispersante es acomplejar el calcio en solucin y reemplazarlo por el sodio en el complejo de intercambio, dando como resultado la dispersin de las partculas y provocando el rompimiento de los agregados (Gabriels y LOBOS, 2006). La agitacin mecnica tambin se utiliza para mejorar la dispersin de las partculas antes de empezar el ensayo.

Los materiales utilizados para el anlisis de textura fueron los siguientes: agua destilada, 125 mL de solucin dispersante de hexametafosfato de sodio (5 g/L de concentracin), hidrmetro ASTM

152H N24-4640, plancha con agitacin magntica Thermo Scientific NSP121220-33, magneto recubierto de tefln, probeta de 1 litro, vaso de precipitado de 250 mL, termmetro, cronmetro, tabla de registro y balanza con precisin de 0.01g.

37

Para la determinacin de la textura se analiz 80 gramos de muestra. En un vaso de precipitado, se agreg 125 mL de solucin dispersante de hexametafosfato de sodio a la muestra, se revolvi y se dej reposar por 24 horas. Nuevamente, se revolvi la muestra durante 1 minuto en un agitador magntico. Posteriormente, se vaci el contenido en una probeta de un litro limpiando el vaso con agua destilada para no desperdiciar muestra. Finalmente, se agreg agua destilada hasta completar 1 litro. Una vez lista para el anlisis, se agit la probeta con movimientos de reloj de arena hasta que la muestra estuviera completamente en suspensin. Se descans la probeta sobre una mesa y se activ el cronmetro para dar inicio a las mediciones con el hidrmetro, y se midi la temperatura del agua. Simultneamente, se utiliz una probeta llena con agua destilada con 125 mL de solucin dispersante que sirvi como referencia para calibrar las lecturas del hidrmetro en las probetas con muestras de suelo y el termmetro de acuerdo a los tiempos considerados para cada medicin (ver tabla 10).

Tabla 10: Tiempos para la realizacin de mediciones

Tiempos de40s2min5min15min30min1h2h4h 10min24h

mediciones

Este procedimiento se aplic a todas las muestras y los resultados fueron registrados en una tabla. Fue necesario corregir las lecturas del hidrmetro utilizando el factor de correccin antes mencionado debido a la variacin de temperatura (se sum 0.36g/L a la densidad por cada grado por encima de la temperatura de calibracin del hidrmetro equivalente a 20C.).

Se calcul los porcentajes de arena, limo y arcilla tomando como referencia los tiempos de sedimentacin de las partculas segn las lecturas del hidrmetro a 40 segundos (intervalo arena limo) y 2 horas (intervalo limo arcilla). Se determin la clase textural del suelo (SSNS 1993) utilizando la calculadora de textura del suelo en lnea del Servicio de Conservacin de Recursos Naturales del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos. La nomenclatura en espaol se bas en la traduccin de la clasificacin textural de la SSNS (1993) adoptada por la FAO (2010).

4.3.2 Materia Orgnica

Para el anlisis de materia orgnica se tom como referencia la norma ASTM D2974-07a

Standard Test Methods for Moisture, Ash, and Organic Matter of Peat and Other Organic Soils. El procedimiento utilizado se bas en el clculo del porcentaje de materia orgnica a partir de la

38

comparacin del peso de una muestra de suelo antes y despus de pasar por un proceso de combustin.

Se hace hincapi que, al someter una muestra de suelo a altas temperaturas, la materia orgnica se volatiliza y slo se mantiene la porcin mineral del suelo. De tal forma que, conociendo el peso de la muestra antes del proceso y despus de este, se puede calcular la prdida de peso y, consecuentemente, el porcentaje de materia orgnica del suelo.

De acuerdo a Faithful (2002) el mtodo de ignicin para la determinacin de materia orgnica en suelos es aproximado ya que puede sobrestimar el verdadero contenido de materia orgnica, en especial en suelos arcillosos. No obstante, debido a la simplicidad y eficacia es un mtodo ampliamente utilizado.

Los materiales utilizados para llevar a cabo el anlisis de materia orgnica fueron los siguientes: mufla Shimaden LST023-00, crisoles de porcelana, balanza analtica Adventurer OHAUS NAR2140, desecador de vidrio CSN SIMAX, esptula, lpiz y tabla de registro. El procedimiento utilizado se describe a continuacin: con la ayuda de la balanza analtica se pes el crisol utilizado; luego, se pes 1 gramo de muestra de suelo utilizando el mismo crisol. Se registr el peso exacto del crisol y de la muestra por separado en una tabla. Se rotul los crisoles adecuadamente; los crisoles fueron llevados a la mufla a 450C durante 4 horas. Luego de apagarse la mufla, se esper 1 hora para que se enfre antes de retirar las muestras y colocarlas en los desecadores. Finalmente, utilizando una balanza analtica se determin el peso final de los crisoles, la prdida de peso de la muestra de suelo y se calcul el porcentaje de materia orgnica.

4.3.3 pH y Conductividad

Los anlisis de pH y conductividad elctrica se realizaron utilizando un procedimiento similar por lo cual la metodologa ser descrita de forma conjunta. Las mediciones de estos parmetros se obtuvieron del extracto en una relacin 1:1 (suelo: agua).

Los materiales utilizados para el anlisis de estos parmetros fueron los siguientes: 40mL de agua destilada, vaso de precipitado de 250 mL, magneto con recubrimiento de tefln, plancha con agitacin magntica Thermo Scientific NSP121220-33, tubos de ensayo de 16 mm x 50 mm, tubos de ensayo de 30 mm x 150 mm, centrfuga Hettich EBA8S, pHmetro Hanna Instrument HI 89128, conductmetro InoLab Cond730, WTW y tabla de registro.

39

El procedimiento se describe en las siguientes lneas: inicialmente, se tomaron 40 mL de muestra de suelo y se colocaron en un vaso de precipitado de 250 mL, donde se agregaron 40 mL de agua destilada. Se agit la muestra por 5 minutos. Luego se dej reposar por 24 horas para permitir la sedimentacin de las partculas de suelo. A continuacin, se verti la porcin lquida de la muestra en 3 tubos de ensayo de 16 mm x 50 mm que fueron introducidos en la centrfuga por 5 minutos. Esta mquina permite la decantacin de partculas de tal forma que, al sacar las muestras, fue muy fcil separar el lquido de las partculas slidas. El lquido de los 3 tubos de ensayo se vertieron en un tubo de ensayo de mayor volumen (30 mm x 50 mm) para la medicin con el sensor de pH. Se registr la medicin en la tabla de registro y se procedi a medir la conductividad de la muestra utilizando un conductmetro.

4.4 Elaboracin de mapas

La ltima etapa del desarrollo de esta investigacin consisti en elaborar mapas para presentar los resultados obtenidos utilizando el software Arcgis 9.3.

La base sobre la cual se elaboraron todos los mapas fueron los shapes del Ministerio de Educacin (MINEDU) y el Instituto Geogrfico Nacional (IGN) correspondientes a los lmites distritales, vas asfaltadas y centros urbanos. La red hdrica fue digitalizada sobre la imagen satelital Gooogle Earth

(2003) y, posteriormente, agregada a los mapas. De la misma manera, las reas de cultivo corresponden a la digitalizacin de la imagen satelital Google Earth (2003) que se describe en la etapa 7.1 de esta metodologa. Todos los mapas contaron con un mapa de referencia elaborado a partir de los lmites departamentales y los lmites de la cuenca del ro Jequetepeque.

A continuacin se especifican algunos detalles de las adiciones que se realizaron sobre la base descrita anteriormente para cada uno de los mapas elaborados:

Mapa de Ubicacin del rea de Estudio

Para elaborar este mapa se busc resaltar la parte baja del valle donde se encuentra el rea de estudio, tomando como referencia de ubicacin la ciudad de Pacasmayo. Para ello se utiliz como referencia del rea del valle, las zonas de cultivo digitalizadas en Google Earth (2003) y el shape de centros poblados del MINEDU, adems, de los otros shapes descritos anteriormente.

Mapas de puntos de muestreo: laboratorio y medicin de salinidad en campo

Sobre la base, se adicionaron los shapes de puntos de muestreo los cuales fueron elaborados a partir de los puntos de muestreo tomados en campo con la ayuda del GPS.

40

Mapas de tierras de cultivo de 1980 y 2003

Para los mapas de reas de cultivo se utilizaron los shapes reas de cultivo derivados de la digitalizacin de la imagen satelital Google Earth (2003) y el mosaico de fotografas areas (1980) que se describe en la etapa 7.1 de esta metodologa.

Mapa de variacin de tierras de cultivo en el periodo 1980-2003

En este caso, se utilizaron igualmente los shapes de las reas de cultivo que corresponden a la digitalizacin de la imagen satelital Google Earth (2003) y el mosaico de fotografas areas (1980) que se describe en la etapa 7.1 de esta metodologa. Sobre esto, utilizando la herramienta Clip se recortaron los shapes de 1980 y 2003 para obtener la prdida de tierras de cultivo y la ampliacin de la frontera agrcola. Luego con la opcin Simbology se atribuyeron colores distintos a cada shape para permitir el contraste.

Mapa de salinidad del suelo (medicin en campo)

En el mapa se observa como fondo el perfil de los cultivos digitalizados a partir de la imagen satelital de Google Earth (2003). Sobre esta imagen se introdujo el shape de puntos de muestreo de campo y se activaron los labels de resultados de medicin de salinidad. Luego se procedi a interpolar los resultados utilizando la herramienta IDW del paquete de herramientas Interpolation del Spatial Analyst Tools del Toolbox. La herramienta IDW interpola una superficie de rster a partir de puntos utilizando una tcnica de distancia inversa ponderada. El resultado de este procedimiento fue reclasificado para ajustarse a la clasificacin requerida y recortado utilizando el perfil de cultivos de la imagen de Google Earth 2003.

Mapa de textura del suelo

Como fondo se utiliz el perfil de los cultivos digitalizados a partir de la imagen satelital de Google Earth (2003). Sobre esta imagen se introdujo el shape de puntos de muestreo de laboratorio y se activaron los labels de resultados de textura.

Mapas de materia orgnica, pH y conductividad del suelo

Como fondo se utiliz el perfil de los cultivos digitalizados a partir de la imagen satelital de Google Earth (2003). Sobre esta imagen se introdujo el shape de puntos de muestreo de laboratorio y se activaron los labels de resultados de materia orgnica, pH y conductividad, respectivamente. Luego, en cada caso, se procedi a interpolar los resultados utilizando la herramienta IDW del

41

paquete de herramientas Interpolation del Spatial Analyst Tools del Toolbox. Los resultados de este procedimiento fueron reclasificados para ajustarse a la clasificacin requerida y recortados utilizando como base el perfil de cultivos de la imagen satelital Google Earth (2003).

5. Resultados

Los resultados han sido divididos de acuerdo a la etapa de la metodologa a la que corresponden para su mejor presentacin.

5.1 Resultados del anlisis cartogrfico espacial- temporal

En las figuras 04 y 05 se presentan, respectivamente, la extensin de las reas de cultivo para los aos 1980 y 2003. Como se puede observar en la tabla 11, en el ao 1980 la extensin de las reas de cultivo era de 2,359.19 ha, mientras que, en el ao 2003, se alcanz una extensin de 2,401.38 ha. De tal forma que se observa un incremento de 42.19 ha.

Tabla 11: Tierras de cultivo en 1980 y 2003

Hectreas (ha)

Tierras de cultivo (1980)2,359.19

Tierras de cultivo (2003)2,401.38

Diferencia+42.19

Si bien en general hubo una expansin agrcola, se observa a partir de la figura 06 que en algunos sectores se perdieron reas de cultivo y en otros se incrementaron. El total de reas de cultivo que se perdi en el periodo de 1980-2003 fue de 256.19 ha, mientras que el total de reas que se increment fue 298.38 ha.

42

Figura 04. Mapa de tierras de cultivo en el ao 1980.

43

Figura 05. Mapa de tierras de cultivo en el ao 2003.

44

Figura 06. Mapa de variacin de tierras de cultivo en el periodo 1980-2003.

45

5.2 Resultados de las mediciones de salinidad en campo

En la tabla 12 se presentan los resultados de las mediciones de salinidad en campo. Los resultados se presentan en gramos por litro y varan entre 0.04 y 0.59 g/L de sales.

Tabla 12: Resultados de las mediciones de salinidad en campo

Margen del roPunto de muestreoSalinidad

(g/L)

J10.04

J20.04

J30.25

J40.58

J50.28

IzquierdaJ60.2

J70.24

J80.21

J90.47

J100.27

J110.1

J120.59

C10.23

C20.03

C30.27

DerechaC40.23

C50.2

C60.41

C70.37

C80.11

Como se puede apreciar en la figura 07, de acuerdo a los resultados de las mediciones de salinidad en campo, no existe un patrn claro en la distribucin de la concentracin de sales.

46

Figura 07. Mapa de salinidad del suelo (medicin en campo).

47

5.3 Resultados del anlisis de las muestras en el laboratorio

A continuacin se presentan los resultados de los anlisis de laboratorio.

5.3.1 Textura

En la tabla 13 se presentan los resultados del anlisis de textura; como se puede observar predomina el tipo de suelo areno francoso seguido por el franco arenoso. Es decir, los resultados evidencian la presencia de suelos con altos porcentajes de arena.

Tabla 13: Resultados del anlisis de textura de las muestras de suelo

Margen del roMuestraPorcentaje (%)Textura

ArenaLimoArcilla

1m8848areno francoso (Afr)

2m573013franco arenoso (frA)

3m423622franco (fr)

4m78157areno francoso (Afr)

Izquierda5m80119areno francoso (Afr)

6m8956arena (A)

7m642313franco arenoso (frA)

8m8659areno francoso (Afr)

9m8479areno francoso (Afr)

c1751510franco arenoso (frA)

c2781111franco arenoso (frA)

c3651421franco arcillo arenoso (fraA)

Derechac4641422franco arcillo arenoso (fraA)

c5621622franco arcillo arenoso (fraA)

c6433423franco (fr)

c7263341arcilla (a)

c881910areno francoso (Afr)

En la figura 08 se observa el mapa donde se presentan los resultados del anlisis de textura del suelo. Como se puede ver, en toda la seccin de estudio del valle se presentan suelos de textura gruesa.

48

Figura 08. Mapa de textura del suelo. El mapa presenta la textura del suelo superficial en el rea de estudio (A Are Franco arenoso; Fr Franco; FraA Franco arcillo-arenoso; a Arcilla, segn la nomenclatura de la FAO, 2010).

49

5.3.2 Materia Orgnica

En la tabla 14 se presentan los resultados del anlisis de materia orgnica. Como se puede observar, el porcentaje de materia orgnica en las muestras de suelo vara de 2 a 11%.

Tabla 14: Resultados del anlisis de materia orgnica de las muestras de suelo

Margen del roMuestra% MO

1m2

2m6

3m5

4m3

Izquierda5m11

6m2

7m5

8m4

9m3

c13

c22

c34

Derechac43

c55

c67

c77

c83

En la figura 09 se ve el mapa donde se presentan los resultados del anlisis de materia orgnica. Como se puede observar, no existe un patrn claro en las variaciones de los porcentajes de materia