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Introducción
El cultivo de maíz es de gran importancia socioeconómica, por sembrarse aproximadamente 162 millones de hectáreas anuales a nivel mundial, con una producción que sobrepasa 950 millones de toneladas en grano, alcanzando rendimientos promedios de 5.2 t/ha. Los productores más extensivos están localizados en EUA, China con 37 % y 21 % del total mundial respectivamente, también sobresalen EUA, Argentina, Brasil como los principales exportadores1.
La producción de maíz en Ecuador es aproximadamente 500000 ha, siendo el único cultivo sembrado por todo el territorio nacional2. Para el 2018 la superficie sembrada de maíz duro y seco a nivel nacional fue 383 399 ha, concentrándose en la provincia de Los Ríos 45.4 %3.
Los objetivos de la agricultura moderna son, maximización de la producción y por ende ganancias económicas, ésta utiliza prácticas como labranza intensiva, monocultivo, irrigación, aplicación de fertilizantes inorgánicos, control químico de plagas y manipulación genética de los cultivos4. El monocultivo, un sistema de siembra, ocasiona vulnerabilidad del agroecosistema, principalmente por degradación de suelos por erosión y extracción de nutrientes5, afectando su estructura al reducir el tamaño de agregados, por maquinaria agrícola6,7.
Esté sistema de cultivo alcanzó un aumento progresivo en los últimos tiempos, siendo favorecido por fuerzas económicas, tecnologías como la mecanización, mejoramiento genético, que inducen el uso de agroquímicos para la fertilización y control de malezas. Sicard & Altieri8 aseguran que hay menos cantidad de fincas, estas son grandes, especializadas, con requerimientos de capital intensivos. Según la FAO1, con la expansión importante de inversiones en la región a través de pools de siembra, arriendos anuales de grandes extensiones o compras de terrenos, hoy la extensión de la tierra alcanza un nivel aún más alto, al que existía antes de las reformas agrarias, que se realizaron en varios países de América Latina y El Caribe.
Prácticas agrícolas que tuvieron impactos nocivos en la diversidad de ecosistemas, por tal razón, se proponen alternativas de desarrollo sustentable en el contexto agrícola que se fundamenten en la económica, ecológica y social9. En los últimos tiempos, se implementaron sistemas alternativos de manejo, como rotación de cultivos para alcanzar producciones sostenidas por el incremento de la materia orgánica del suelo (MOS), mejora de sus propiedades físico-químicas, de la misma manera, se considera que la asociación maíz-brachiaria, tiene como objetivo, producción de granos, materia vegetal de maíz, pasto, beneficioso para la sostenibilidad de la producción, principalmente si se considera la imprevisibilidad climática, típica en la actividad agrícola10.
Desde su origen, con el concepto de desarrollo sostenible en el Informe Brundtland en 1987, hasta llegar a sustentabilidad, adquirió papel central en las ciencias ambientales, incluso por ser considerado el principio de acción teleológico, es decir que, el conocimiento y la comprensión obtenidas en este tipo de ciencias, es visto como un medio para lograr la sustentabilidad11.
La sustentabilidad es la relación entre sistemas ecológicos y la intervención del hombre que permite mejorar e incrementar la calidad de producción, manteniendo simultáneamente la estructura, funciones y diversidad de los sistemas que sustentan la vida. También puede considerarse como el nivel de consumo, actividad humana, para sustentar sus necesidades actuales, sin comprometer los recursos del mañana, a fin de que estos sistemas proporcionen bienes, servicios, que persistan indefinidamente12,13. La cimentación de procesos sustentables pasa por un abordaje holístico y por la necesidad de construcción colectiva de una red de interacciones, que la ciencia académica se presenta con serias limitaciones para responder a los grandes desafíos de la sociedad moderna13.
Un agroecosistema se puede considerarse sostenible, cuando satisface metas productivas sin comprometer la organización de los sistemas, a partir de ellos genera su operación de distinción, sin depender de insumos ajenos a su entorno inmediato, además, el sistema debe ser resiliente y adaptable. En lo social, resulta sostenible si su organización se mantiene en el tiempo, a través de relaciones equitativas, que aporten a la reproducción social y biológica del grupo generador. Para alcanzarlo, deben buscarse relacio-nes en el entorno social, que disminuyan prácticas de consumo excesivo, generación de pobreza, como la ambiental y social no sostenibles, respectivamente14.
Es importante mencionar que un indicador es una variable seleccionada y cuantificada, que permite ver una tendencia que de otra forma no es fácilmente detectable. Estas deben conceder información sobre su condición y/o tendencia de un atributo considerado como relevante al sistema, también dar información para el proceso de toma de decisiones. Son elegidos para describir la evolución del sistema de interés y/o para determinar su comportamiento en relación a metas u objetivos. Si están bien diseñados, sirven para resumir o simplificar información relevante, hacer perceptible el fenómeno de interés, además de cuantificar, medir y comunicar la información importante4.
El objetivo de la investigación fue de identificar el estado de sustentabilidad del sistema de producción de maíz en la provincia de Los Ríos, empleando la metodología de Sarandón, para mejorar el manejo de los suelos.
Materiales y métodos
La investigación se realizó en los principales sectores productores de maíz de la provincia de Los Ríos-Ecuador, en los cantones Ventanas, Quevedo, Montalvo, Babahoyo, Vinces, Palenque, Baba, Mocache y Pueblo Viejo (figura 1). Situados en rangos de altitud entre 6 a 500 msnm, precipitaciones fluctuantes entre 1250 a 3000 mm, temperaturas promedias entre 16 a 26 °C, humedad relativa 82 % y heliofanía de 968 horas luz/año de la Estación meteorológica UTB-201815.
Para alcanzar el objetivo de esta investigación, se aplicaron métodos y técnicas de trabajo en campo como: i) Diagnóstico del manejo agrícola del maíz, se encuestaron a dirigentes, productores maiceros, personas con experiencia y conocimiento sobre este sistema agrícola, siguiendo los lineamientos propuestos ii) Evaluación de la fertilidad y microbiología del suelo, para estos análisis con la ayuda de un barreno a profundidad de 20 cm se colectaron 10 submuestras por localidad, de las cuales se formó una muestra representativa las que fueron analizadas en los laboratorios de fertilidad y microbiología de suelo de la Universidad Nacional Agraria La Molina16, se determinó contenido de: MO por el método de Walkley y Black modificado17,18, la clase textural empleando Bouyoucos o Método del hidrómetro19. En los elementos, fósforo, potasio, calcio, magnesio, zinc, cobre, hierro y manganeso se utilizará como extractante Olsen Modificado (bicarbonato de sodio en EDTA a pH 8.5) para el análisis de fósforo el método de azul de molibdeno20, los otros elementos se realizarán de acuerdo al manual del Laboratorio de Química del Centro de Investigación de Caña de Azúcar del Ecuador21. A nivel microbiano se determinó: población y respiración microbiana por los métodos de dilución en placas y captura de álcali respectivamente22.
La resistencia a la penetración fue determinada in situ con un penetrómetro analógico modelo: SP06120. El cual utiliza un vástago metálico, que se hace descender valorando la resistencia a la penetración (Psi) que el suelo produce y se basa en el estándar ASAE S313.323, luego fueron georreferenciadas con un equipo GPS Garmin Etrex 30x.
Población y muestra. Según el Sistema de Información Nacional Agropecuario, entre los cantones Ventanas, Quevedo, Montalvo, Babahoyo, Vinces, Palenque, Baba, Mocache y Pueblo Viejo, poseen 16899 (UPA) unidad de producción agropecuaria, de maíz. Con el fin de llegar a una muestra representativa, se realizaron 165 encuestas con un nivel de confianza del 90 % obtenido por el método de proporciones, empleando la fórmula propuesta por Scheaffer et al.24.
Tabla 1 Indicadores, subindicadores y variables evaluadas
| Dimensión económica (IK) | Dimensión ecológica (IE) | Dimensión socio cultural (ISC) |
|---|---|---|
| A.- Autosuficiencia alimentaria | A.- Conservación de suelos | A.- Satisfacción de las necesidades básicas |
| A1.- Diversificación de la producción | A1.- Manejo de cobertura vegetal | A1.- Vivienda. |
| A2.- Superficie de producción de Autoconsumo | A2.- Rotación de cultivos | A2.- Acceso a la educación |
| B.- Ingreso neto mensual | A3.- Diversificación de cultivos | A3.- Acceso a salud y cobertura |
| C.- Riesgo Económico | B.- Degradación del suelo | A4- Servicios. |
| C1.- Diversificación para la venta | B1.- Inclinación de pendiente (%) | B.-Aceptabilidad del sistema de producción |
| C2.- Canales de comercialización | B2.- Cobertura vegetal (%) | C.- Integración social |
| C3.- Dependencia insumos externos | C.- Manejo de Biodiversidad de cultivo | D.- Conocimiento y conciencia Ecológica |
| C4.- Superficie destinada al cultivo | C1.- Biodiversidad temporal | |
| C5.- Productividad | C2.- Biodiversidad espacial | |
| C6.- Tipos de materiales de siembra | D.- Nutrición de Cultivos | |
| C7.- Dependencia de subsidios | D1.- Criterios de fertilización | |
| D2.- Uso de fertilizantes nitrogenados | ||
| D3.- Fertilidad del Suelo | ||
| E.- Factores de Degradación | ||
| E1.- Microbiología del suelo | ||
| E2.- Practicas de labranza | ||
| E3.- Resistencia a la penetración del suelo |
A, B, C, D = Indicadores; A1, B1, C1, D1= Sub indicadores
Sustentabilidad. La metodología empleada fue "multicriterio" propuesta por Sarandón25, que considera a la vez los lineamientos de Smyth & Dumansky de 1995. Se emplearon indicadores, subindicadores y variables cuantificables adaptadas al cultivo de maíz, para analizar las dimensiones económicas, ecológicas y socioculturales (tabla 1), se asignaron valores de 0 a 4 siendo cero, menos sustentable y cuatro, más sustentable et al.26.
Las fórmulas empleadas para el cálculo de los indicadores de sustentabilidad fueron las planteadas por Márquez & Julca27.
Indicador económico (IK)
Indicador Ecológico (IE)
Indicador Sociocultural (ISC)
El índice de sustentabilidad general (ISGen), se calculó empleando los datos de los indicadores: económico (IK), ecológico (IE) y sociocultural (ISC).
Resultados
Textura. Predominaron los de textura franca para Babahoyo, Palenque, Mocache, Ventanas (aguas frías) y Montalvo, franco arcilloso para Vinces (Caimito), Ventanas (Lechugal), Pueblo Viejo y franco arcillo arenoso para el sector de Vinces (Abras de mantequilla).
Resistencia a la penetración. Varió entre 1.0 MPa y 1.3 MPa, estos valores indican que los suelos están cercanos al límite crítico de 1.4 MPa indicado para maíz, disminuyendo el volumen de suelo explorado por las raíces.
Materia Orgánica (MO.). Estuvo en promedios de 3.1 %. Los suelos con mayor porcentaje de MO fueron Vinces (Caimito), Palenque, Pueblo Viejo, Ventanas (Aguas Frías) y Montalvo con 4 %, siendo Ventanas (Lechugal) el sector con porcentaje más bajo 1 %, clasificándose este último como bajo según las dos escalas anteriores.
Macroelementos. Los contenidos de fósforo (P) y potasio (K) en el suelo, por otro lado, suelos de Ventanas (Aguas Frías) y Vinces (Abras de mantequilla) presentan valores bajos de estos elementos <434 mg kg-1 de K y <8.4 mg kg-1 de P.
Población microbiana. Los organismos mesófilos totales (OMT) como bacterias, actinomicetos y hongos se analizaron en unidades formadores de colonias (UFC)/g suelo seco. El sector que presentó mayor población de bacterias fue Montalvo con 1.0 x 108 UFC/g de suelo y la más baja se determinó en Vinces (Abras de mantequilla) con 2.0 × 106 UFC/g de suelo. Las mayores poblaciones de actinomicetos fueron evidenciadas en los sectores de Montalvo y Palenque con 9.5 × 107 UFC/g de suelo, mientras que, la menor en Vinces (Abras de mantequilla) se registró 1.0 × 106 UFC/g de suelo. La población de hongos obteniendo en Palenque resultó el más alto con 2.5 × 106 UFC/g de suelo, en tanto que, Vinces (Abras de mantequilla) y Babahoyo, presentaron los más bajos niveles (5.5 × 104 UFC/g de suelo).
Respiración microbiana. La actividad de respirometría microbiana, dio valores que variaron de 10 a 200 mg CO2/kg suelo seco/día. En Palenque se registró mayor actividad con 200 mg CO2/kg de suelo seco, muestra de mayor mineralización de MO, en tanto que, los sectores de Vinces (Abras de mantequilla), Ventanas y Pueblo Viejo presentaron menor actividad (<10 mg CO2/kg de suelo seco).
Dimensión Económica. Diversificación de la producción. 42.3 % mantienen un sistema de monocultivo, generando pérdidas de ingresos adicionales, falta de diversidad de productos que puedan ser utilizados para la alimentación (figura 2), 39 % de los productores el ingreso neto mensual se encuentra entre 300 y 400 USD, 14.7 % supera 500 USD (figura 3).
Superficie y producción
Los sistemas de producción son manejados principalmente por pequeños agricultores (1 a 5 ha), 62.3 %, un pequeño porcentaje (8 %) destinan más de 15 ha para la siembra de esta gramínea (figura 4). De estos, el 46.3 % obtienen de 1 a 2.5 t/ha de producción, 21.7 % alcanzan de 2.5 a 5.0 t/ha. 12.6 % de productores mantienen niveles de producción superiores a 5.0 t/ha. (figura 5), y en el cultivo de maíz, la mayoría de los productores 35.7 %, ofertan por lo menos dos productos al mercado, utilizando solo un canal de comercialización el 93.3 %, 6.7 % utilizan más de dos canales, 35.3 % de los productores utilizan semillas de alto potencial de rendimiento, sin embargo, la totalidad de los productores son dependiente de insumos externos para la productividad.
Dimensión Ecológica
Manejo de la cobertura y rotación. 91.3 % de los productores maiceros no mantienen cobertura del suelo, 0.7 % mantiene niveles de cobertura alto, esta cobertura vegetal la realizan en los bordes de los canales y en pequeñas áreas con cultivos como yuca, naranja, cacao (figura 6). De la misma manera, 59.7 % de los productores maneja el maíz como monocultivo, 20 % rota eventualmente y 0.7 % rota anualmente, figura 7.
Criterios y uso de nitrógeno. 7.3 % de los productores encuestados realizan la fertilización en base a un criterio técnico, análisis de suelo y foliar, 39.3 % realizan aplicaciones calendario (conocimiento empírico), 28 % según el presupuesto disponible figura 8, 61.1 % de los productores utilizan cantidades superiores a 200 kg/ha de nitrógeno, dejando solo al 4.4 % de los productores con aplicaciones por debajo de 100 kg/ha, 23.8 % en nivel de 150 a 200 kg/ha, que es lo recomendado para híbridos de alto rendimiento, figura 9.
Métodos de siembra. 36.3 % de los agricultores maiceros acostumbran a manejar el suelo utilizando siembra directa con quema (SDQ), especialmente los pequeños productores, 29.0 % realizan siembra directa (SD), 16.3 % manejan de forma convencional (SC) (arado y siembra), 12.3 % mediante siembra convencional y quema (SCQ), 6 % de los agricultores mencionaron que empleaban siembra directa asociada con brachiaria (SDB) figura 10.
Dimensión sociocultural
Vivienda, educación y salud. Las viviendas, 42 % de productores cuentan con servicios básicos de agua, luz y teléfono, 52.7 % son construidas con material noble (bloques de cemento), 0.7 % vive en condiciones de vivienda muy mala. 36 % de los productores manifiestan tener en su comunidad un centro salud equipado y personal capacitado, 44.7 % y 43.3 % tienen acceso a educación primaria y secundaria, respectivamente, 12 % no tienen acceso a educación.
Conocimiento ecológico. En la figura 11 se observa que predomina el conocimiento básico ecológico del productor maicero 40 %, 9.7 % indica conocer de la ecología y sus fundamentos, en tanto que, 17.3 no posee conocimiento alguno.
Evaluación de la sustentabilidad. Las figuras 12, 13, 14 y 15 se observa el resultado del análisis de la información obtenida y empleando los indicadores y subindicadores establecidos, se procedió a valorar según la escala propuesta a cada uno de ellos, usando la formula respectiva para las dimensiones socioculturales (ISC=2.49), ecológicas (IE=1.58) y económicas (IK=1.89), obteniendo los índices de sustentabilidad, graficados en diagrama tipo tela de araña.
Índice de sustentabilidad general (ISGen). En lo que respecta a sustentabilidad el sistema de producción maicero en la provincia de Los Ríos, alcanzó un (ISGen) de 2.0.
Discusión
La agricultura sustentable se define como un conjunto de sistemas integrados de producción agrícola, con mínima dependencia de altos insumos de energía en la forma de químicos sintéticos y métodos de cultivo, que mantienen su productividad e ingresos de los productores, protegen el ambiente de la contaminación, fortalecen las comunidades rurales, mantienen la diversidad ecológica, estructura, fertilidad y productividad de los suelos a largo plazo28,29. Considera, además, la correcta toma de decisiones del agricultor sobre los múltiples recursos de los sistemas agrícolas: naturales, humanos, de capital y de producción30,31.
De acuerdo con los resultados obtenidos en los indicadores económico, ecológico y sociocultural, evaluados bajo la metodología de Sarandón, el sistema productivo de maíz en la provincia de Los Ríos no se considera sustentable en vista que las familias de los productores maiceros presentan índices ecológicos y económicos por debajo del índice mínimo 2. Comparando los resultados de la presente investigación coincide con el estudio realizado sobre la sostenibilidad del cultivo de maíz efectuado en el 2018, durante muchos años se han realizado investigaciones sobre el manejo del cultivo de maíz, un análisis de la sostenibilidad de las prácticas agrícolas debe basarse en la consideración simultánea de las dimensiones económica, ambiental y social, además establece que, la sustentabilidad de los sistemas de cultivo de maíz se debe principalmente a consideraciones económicas y ambientales32.
Ahora en contraste con lo descrito en el epígrafe anterior, una investigación centrada en los sistemas de producción agrícola sostenible describe que, durante las últimas décadas, la autogestión de los ecosistemas rurales ha sido reevaluada y crece la conciencia de la necesidad de reorientar los sistemas de producción agrícola y desarrollar modelos alternativos de uso de la tierra. Esto implica no solo el desarrollo de una nueva conciencia social y política, sino también la propuesta de nuevos enfoques conceptuales que permitan alcanzar los objetivos33.
El índice ambiental, se ha utilizado para cuantificar el rendimiento de los cultivos para regiones o tratamientos específicos en relación con el promedio general en respuesta a condiciones ambientales desfavorables o favorables34. Como resultado relevante es obtuvo condiciones desfavorables, los índices ecológicos bajos son provocados por mantener un sistema de monocultivo, suelos compactados y mal manejo de la fertilización nitrogenada, que afectan la sustentabilidad. En una investigación similar, se estableció que los sistemas de monocultivo degradan el suelo causando efectos desfavorables en las propiedades físico - químicas, mencionando que la regeneración es realmente lenta15.
Esto concuerda con García & Gonzalez9, quienes afirman que los suelos en la provincia de Los Ríos presentan porcentajes de 10 % arcilla, 59.5 % limo y 30.5 % arena ratificando que corresponde a un suelo franco arcilloso presentando valores similares en la textura de la superficie a los registrado en esta investigación.
La MO fue calificada como medio según la escala utilizada por INIAP y alto según Villar & Villar35, quienes clasifican como altos al estar entre los 3 y 4 %. Los elementos que resaltan en estos suelos son los contenidos de fósforo (P) y potasio (K), se encuentran en niveles óptimos en las localidades de Babahoyo, Ventanas (Lechugal) y Mocache, estos suelos de origen aluvial, normalmente presentan valores elevados de estos elementos, por efecto de arrastre de partículas sólidas. Sin embargo, los valores registrados en todas las localidades presentan alta actividad microbiana36.
Los valores de estas últimas localidades están bajos respecto al rango de 15 a 32 mg CO2/kg de suelo seco, indicado por los autores Hernández & García37 para suelos agrícolas, más, todos los valores resultaron menores a 423 mg CO2/kg de suelo seco38 para suelos de bosque.
Los productores de estos sectores en su mayoría mantienen un sistema de monocultivo concordando con lo expresado por Vázquez39, quien menciona que la mayoría de estos productores, priorizan sistemas de monocultivos en función de la agro explotación desconociendo otra forma de producción.
Uno de los problemas más representativos en la agricultura ecuatoriana son los bajos rendimientos por unidad de superficie, teniendo una de las productividades más bajas comparada con los países vecinos40.
Entre los principales problemas identificados en la agricultura ecuatoriana están la presencia de plagas, el no uso de semillas certificadas, topografía irregular de fincas, detrimento de los suelos, problemas tecnológicos para el riego y drenaje, falta de capital, entre otros41.
Las condiciones de vida del pequeño productor están caracterizadas por la pobreza, falta de acceso a servicios básicos42, coincidiendo con Baquerizo del Pezo & Muñoz-Lozano43, quienes indicaron que 55 % de los agricultores de la provincia de Los Ríos, en edad entre 45 y 50 años, tienen estudios básicos, al igual que Morales et al.44 reportaron en esta provincia 84.6 % de los agricultores cacaoteros tienen educación básica, 7.7% no cuentan con ningún tipo de instrucción.
En consideración a los fertilizantes, existen estudios que especifican que la producción agrícola intensiva caracterizada por el uso excesivo de fertilizantes y productos químicos sin respetar la sostenibilidad agrícola conduce a un deterioro a la salud del suelo, degradación de la tierra y graves problemas ambientales, coincidiendo con los resultados de la presente investigación en donde se afirma que la fertilización nitrógeno es una de las causas de un índice ecológico bajo45.
El bajo índice económico es consecuencia de la poca diversificación de productos, bajos rendimientos del cultivo, pequeñas propiedades, canales de comercialización, que disminuyen ingresos. De forma similar el estudio direccionado al desarrollo sostenible considera que los agricultores a gran escala suelen estar en mejores condiciones de asumir los riesgos asociados con la producción y comercialización46, situación totalmente contraria en las pequeñas propiedades como es la situación de algunos productores de maíz en la provincia de Los Ríos.
Los rendimientos obtenidos por los productores maiceros, en su mayor porcentaje llegan a 5 t/ha, menor al obtenido en países vecinos, probablemente a que existe bajo uso de semillas de alto potencial de rendimiento, son dependientes de insumos externos como pesticidas, fertilizantes nitrogenados y desconocen del manejo técnico del cultivo. De forma general, se coincide con opiniones de otros autores, que mencionan, los pequeños agricultores a menudo experimentan problemas de sostenibilidad47.
Esto concuerda con lo expresado por Bravo-Medina et al.48, quienes demostraron en su caracterización, que la sustentabilidad no solo depende de aspectos técnicos y ambientales sino también de elementos socioculturales, económicos y políticos, que representan factores más limitantes en las unidades de producción evaluadas. En lo que respecta a sustentabilidad el sistema de producción maicero en la provincia de Los Ríos, alcanzó un (ISGen) de 2.0, pero no se considera sustentable debido a que existen dimensiones con valores inferiores a 2.0, como es el caso del índice económico 1.93 y el índice ecológico con 1.58.
El análisis en las dimensiones económicas, ecológicas y socioculturales realizadas a productores de maíz señaló que el Índice de Sustentabilidad General fue de 2.0. Estos productores alcanzaron el valor umbral de 2, solo en la dimensión sociocultural.
En las dimensiones económica y ambiental para esta localidad, se identificó causas de la baja sustentabilidad, como es la poca diversificación para la venta. Lo cual ocasiona que la mayoría de los productores dependan solo del maíz para la subsistencia y al existir pérdida o daño de este, no podrán compensarlo. La gran mayoría de los productores encuestados, tienen una única vía de comercialización, con dependencia y falta de poder de negociación. Otro de los factores críticos, es la falta de fuentes de financiamiento.
