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Master Thesis Tesis de Maestría submitted within the UNIGIS MSc programme presentada para el Programa UNIGIS MSc at/en

Interfaculty Department of Geoinformatics- Z_GIS Departamento de Geomática – Z_GIS University of Salzburg Universidad de Salzburg

Agro-ecological Zonification of Sugarcane (Saccharum officinarum L.) in Milagro and Crnl. Marcelino Maridueña, Guayas-Ecuador Zonificación agro-ecológica de caña de azúcar (Saccharum officinarum L.) en Milagro y Crnl.

Marcelino Maridueña, Guayas-Ecuador by/por

Tatiana E. Merino Medina 01423633

A thesis submitted in partial fulfilment of the requirements of the degree of Master of Science– MSc

.

Quito - Ecuador, abril 2018

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DEDICATORIA Inicialmente deseo dar gracias a Dios, quien ha permitido que todos mis sueños y metas se cristalicen además de otorgarme el privilegio de tener una familia maravillosa a quienes dedico este trabajo que no fue fácil, pero fueron quienes estuvieron en este largo tiempo motivándome para alcanzar este objetivo.

A mi pequeña hija y a mi amado esposo por su comprensión y apoyo incondicional quienes fueron los que más sintieron mi ausencia en este largo proceso, a mi padre que aunque no se encuentre a mi lado fue el principal cimiento en la construcción de mi vida profesional, a mi madre quien con sus sabios consejos, sus palabras de aliento y quien sentó en mí la responsabilidad y deseos de superación.

A mis tutores por todos los conocimientos transmitidos en especial a mi tutor guía Anton Eitzinger por brindarme su valiosa orientación y colaboración en la realización de este trabajo.

Agradezco al culminar este logro que gran parte ha sido gracias a ustedes mis seres queridos que siempre los guardo en mi alma.

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RESUMEN Para que el país no dependa de la expansión agrícola y pueda mejorar la productividad, es necesario conocer qué áreas son aptas o no para un cultivo y así brindar un óptimo asesoramiento a los agricultores promoviendo el bienestar de los mismos.

El objetivo principal de este estudio consiste en determinar las zonas agroecológicas para el cultivo de caña de azúcar (Saccharum officinarum L.) en los cantones Milagro y Crnl. Marcelino Maridueña, con fines de desarrollo agrícola, tomando en consideración la gran variedad de procesos ecológicos que inciden directamente en el mismo, a fin de establecer diferentes alternativas de uso y manejo.

Los datos que se emplean en este estudio son los más actualizados (2009-2013) y proceden de instituciones públicas generadoras de geoinformación temática como el Instituto Espacial Ecuatoriano (IEE), la Coordinación General del Sistema de Información Nacional (CGSIN) y el Instituto Nacional de Meteorología e Hidrología (INAMHI). La combinación y el análisis de estos datos permitieron establecer zonas con aptitudes agroecológicas óptimas, moderadas, marginales y no aptas para el cultivo de caña de azúcar.

Con lo expuesto y como parte de la metodología se realizó un modelo de integración de datos a través de Lenguaje Estructurado de Consulta (SQL), automatizando y optimizando la generación de las zonas agroecológicas aptas y no aptas para el cultivo de caña de azúcar de acuerdo a sus requerimientos agrícolas y edafoclimáticos en cada cantón.

Finalmente, con el modelo de zonificación obtenido se realizó una comparación con el mapa de Cobertura y Uso de la Tierra, en donde de las 33 522 ha de cultivo de caña de azúcar (Saccharum officinarum. L.): 1 767 ha se hallan en zonas óptimas, 9 993 ha se encuentran en zonas moderadas, 14 016 ha en zonas marginal, y 7 501 ha se encuentran en tierras determinadas como zonas no aptas agroecológicamente.

Palaras clave: Zonificación de cultivos, gestión territorial, sistemas de información geográfica, caña de azúcar, conflictos de uso.

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ABSTRACT To avoid expansion of the land for agricultural to be able to increase its productivity, it is necessary to identify most suitable areas for a specific crop and thus provide a meaningful livelihood for farming communities and enable welfare to farmers and their families.

The main objective of this study was to determine the agro-ecological suitable zones for the cultivation of sugarcane (Saccharum officinarum L.) in the cantons of Milagro and Crnl. Marcelino MaridueĂąa. In order to establish different use scenarios and management options, the zonification took into account the wide variety of ecological processes that directly affect agro-ecological suitability of sugarcane.

The data that have been used for this study are the most updated (2009-2013) and were obtained from public institutions that generate thematic geo-information for Ecuador, i.e the Ecuadorian Space Institute (IEE), the General Coordination of the National Information System (CGSIN) and the National Institute of Meteorology and Hydrology (INAMHI). The spatial analysis of zonification using this data allowed establishing zones with optimal, moderate, marginal and unsuitable agroecological suitability of sugarcane.

As part of the methodology, a data integration model was developed using the Structured Query Language (SQL), which allowed for automatization and optimization of the process generating of agro-ecological zones of sugarcane which distinguishes suitable and unsuitable areas for agricultural production of sugarcane in both cantons, Milagro and Crnl. Marcelino MaridueĂąa.

Finally, after obtaining the agro-ecological zonification of sugarcane, we intersected our results of with the current land use map and identified that out of the total 33,522 ha of sugarcane cultivation: 1,767 ha are in optimal zones, 9,993 ha are in moderate zones, 14 016 ha are in marginal zones and 7 501 ha are in areas that are not suitable for sugarcane cultivation, according to our analysis.

Keywords: Geographic Information Systems, zonification of crops, territorial management, sugarcane, use conflicts.

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TABLA DE CONTENIDO Pag

DEDICATORIA ..................................................................................................................... 3 RESUMEN ............................................................................................................................ 4 ABSTRACT .......................................................................................................................... 5 SIGLAS............................................................................................................................... 11 1.

2.

3.

INTRODUCCIÓN ......................................................................................................... 13 1.1.

ANTECEDENTES ......................................................................................................... 15

1.2.

PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN............................................................................. 16

1.3.

OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN ...................................................................... 17

1.3.1.

OBJETIVO GENERAL: ............................................................................................. 17

1.3.2.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS: .................................................................................. 17

1.4.

PREGUNTAS DE INVESTIGACIÓN .......................................................................... 18

1.5.

HIPÓTESIS .................................................................................................................... 18

1.6.

JUSTIFICACIÓN............................................................................................................ 18

1.7.

ALCANCE ....................................................................................................................... 19

REVISIÓN DE LITERATURA....................................................................................... 21 2.1.

MARCO TEÓRICO ........................................................................................................ 21

2.2.

ASPECTOS BIOFÍSICOS ............................................................................................ 25

2.3.

ASPECTOS AGRONÓMICOS .................................................................................... 34

2.4.

ASPECTOS METODOLÓGICOS ............................................................................... 36

METODOLOGÍA .......................................................................................................... 44 3.1.

DIAGNÓSTICO GENERAL .......................................................................................... 44

3.1.1.

Cantón Milagro ..................................................................................................... 44

3.1.2.

Cantón Crnl. Marcelino Maridueña ................................................................. 47

3.2.

DIAGNÓSTICO BIOFÍSICO......................................................................................... 50

3.2.1.

Caracterización Climática ................................................................................. 50

3.2.1.1.

Régimen de precipitación ............................................................................. 51

3.2.1.2.

Régimen de temperatura ............................................................................... 54

3.2.2.

3.2.2.1.

Caracterización del Relieve .............................................................................. 57 Relieve ................................................................................................................ 57

7

Pendiente ........................................................................................................... 58

3.2.2.2.

3.2.3.

Caracterización Edafológica ............................................................................ 60

3.2.3.1.

Clasificación de los suelos ........................................................................... 60

3.2.3.2.

Propiedades físicas de los suelos .............................................................. 64

3.2.3.3.

Propiedades químicas de los suelos ......................................................... 67

3.2.4.

3.3.

Cobertura y Uso Del Suelo................................................................................ 69

PROCEDIMIENTO ........................................................................................................ 72

3.3.1.

Justificación de la metodología aplicada ..................................................... 72

3.3.2.

Selección y Análisis de la información ......................................................... 73

3.3.3.

Requerimientos Edafoclimáticos del cultivo ............................................... 75

3.3.4.

Zonificación Agroecológica.............................................................................. 76

3.3.4.1.

Definición del modelo de integración ........................................................ 76

3.3.4.2.

Metodología propuesta .................................................................................. 77

3.3.4.2.1.

Superposición de mapas ........................................................................... 78

3.3.4.2.2.

Elaboración de la zonificación agroecológica a través de lenguaje estructurado de consulta (SQL) ...................................................................................... 82 3.3.4.2.3.

Elaboración de la zonificación agroecológica a través de ModelBuilder ........................................................................................................................ 85 4.

5.

RESULTADOS ............................................................................................................ 87 4.1.

ZONAS AGROECOLÓGICAS ..................................................................................... 87

4.2.

ZONAS AGROECOLÓGICAS VS. COBERTURA Y USO DE LA TIERRA ......... 90

4.3.

DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS ........................................................................ 94

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ............................................................... 98 5.1.

CONCLUSIONES .......................................................................................................... 98

5.2.

RECOMENDACIONES............................................................................................... 100

BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................................. 101

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LISTA DE FIGURAS Pag Figura 1 Producción Nacional de Caña de azúcar desde el año 2000 al 2014 .................. 16 Figura 2 Drenaje natural del suelo ............................................................................................. 27 Figura 3 Relación de los constituyentes de tierra fina por tamaño, definiendo las clases texturales y subclases de arena.................................................................................................. 28 Figura 4 Representación gráfica de un suelo profundo y un suelo poco profundo ............ 29 Figura 5 Presencia de fragmentos gruesos en la superficie.................................................. 30 Figura 6 Representación gráfica del Nivel freático.................................................................. 31 Figura 7 Potencial Hidrógeno (pH) del suelo ........................................................................... 33 Figura 8 Cosecha manual de caña de azúcar ......................................................................... 35 Figura 9 Marco conceptual de la metodología ZAE ................................................................ 38 Figura 10 Aplicaciones básicas de metodología ZAE ............................................................ 39 Figura 11 Modelo ZAE para la cuenca baja del río Guayas-Ecuador .................................. 41 Figura 12 Descripción gráfica del proceso ZAE de tres cultivos estratégicos .................... 42 Figura 13 Porcentaje de actividades que se ejecutan en el Cantón Milagro ...................... 45 Figura 14 Mapa de ubicación del cantón Milagro .................................................................... 46 Figura 15 Porcentaje de actividades que se ejecutan en el Cantón Crnel. Marcelino Maridueña ....................................................................................................................................... 48 Figura 16 Mapa de ubicación del cantón Marcelino Maridueña............................................ 49 Figura 17 Mapa de Climas del Ecuador .................................................................................... 50 Figura 18 Precipitación media mensual multianual (1981-2010) .......................................... 52 Figura 19 Mapa de zonas de precipitación............................................................................... 53 Figura 20 Temperatura media mensual multianual (1981-2010) .......................................... 55 Figura 21 Mapa de zonas de temperatura ............................................................................... 56 Figura 22 Mapa de Relieve: Unidades Ambientales ............................................................... 57 Figura 23 Mapa de Relieve: Pendiente ..................................................................................... 59 Figura 24 Mapa de Clasificación de Suelos ............................................................................. 61 Figura 25 Mapa de Cobertura y Uso de la Tierra .................................................................... 69 Figura 26 Mosaico de Ortofotos del cantón Milagro ............................................................... 70 Figura 27 Mosaico de imágenes satelitales RapidEye del Cantón Coronel Marcelino Maridueña ....................................................................................................................................... 70 Figura 28 Diagrama del procedimiento para la zonificación agroecológica de caña de azúcar para los cantones Milagro y Crnl. Marcelino Maridueña, 2017. ................................ 73

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Figura 29 Diagrama de zonificación agroecológica de caña de azúcar para los cantones Milagro y Crnl. Marcelino Maridueña, 2017. ............................................................................. 77 Figura 30 Descripción gráfica del Mapa de Caracterización climática................................. 78 Figura 31 Descripción gráfica del Mapa de Caracterización edáfica ................................... 79 Figura 32 Descripción gráfica del Mapa Agroecológico ......................................................... 80 Figura 33 Descripción gráfica del Mapa de Caracterización climática................................. 81 Figura 34 Descripción gráfica del Mapa de Caracterización edáfica ................................... 81 Figura 35 Descripción gráfica del Mapa Agroecológico ......................................................... 82 Figura 36 Ciclo radial de una consulta SQL en el Mapa Agroecológico.............................. 83 Figura 37 Área seleccionada como la más óptima para el cultivo de caña de azúcar en el cantón Crnl. Marcelino Maridueña. ............................................................................................. 84 Figura 38 ModelBuilder para la zonificación del cultivo de caña de azúcar........................ 86 Figura 39 Zonificación agroecológica de la caña de azúcar.................................................. 87 Figura 40 Zonificación agroecológica de la caña de azúcar en el cantón Milagro............. 89 Figura 41 Zonificación agroecológica de la caña de azúcar en el cantón Crnl. Marcelino Maridueña ....................................................................................................................................... 90 Figura 42 Zonas agroecológicas óptimas vs. Uso actual de caña de azúcar ..................... 91 Figura 43 Zonas agroecológicas moderadas vs. Uso actual de caña de azúcar ............... 92 Figura 44 Zonas agroecológicas marginales vs. Uso actual de caña de azúcar ............... 93 Figura 45 Zonas agroecológicas No aptas vs. Uso actual de caña de azúcar ................... 94 Figura 46 Conflictos de Uso de la Tierra .................................................................................. 95

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LISTA DE CUADROS Pag Tabla 1 Rendimiento de la caña de azúcar durante el periodo 2013 – 2015....................17 Tabla 2 Precipitación media mensual multianual (1981-2010) .........................................51 Tabla 3 Temperatura media mensual multianual (1981-2010) .........................................54 Tabla 4 Clases y subclases texturales de los suelos .......................................................65 Tabla 5 Requerimientos edafoclimáticos de la caña de azúcar (Saccharum officinarum L.) ........................................................................................................................................75

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SIGLAS

ANSI

American National Standards Institute - Instituto Nacional Estadounidense de Estándares

ASPS

Alta Semipermanente del Pacífico Sur

CE

Conductividad Eléctrica

CEPEIGE

Centro Panamericano de Estudios E Investigaciones Geográficas

CINCAE

Centro de Investigación de la Caña en el Ecuador

CGSIN

Coordinación General del Sistema de Información Nacional

CLIRSEN

Centro de Levantamientos Integrados de Recursos Naturales por Sensores Remotos

CONALI

Secretaria del Comité Nacional de Límites Internos

ESPAC

Encuesta de Superficie y Producción Agropecuaria Continua

FAO

Food and Agriculture Organization - Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura

GAD

Gobiernos Autónomos Descentralizados

IEE

Instituto Espacial Ecuatoriano

INAMHI

Instituto Nacional de Meteorología e Hidrología

INEC

Instituto Nacional de Estadística y Censos

MAG

Ministerio de Agricultura y Ganadería

OMM

Organización Meteorológica Mundial

PEA

Población Económicamente Activa

PIB

Producto Interno Bruto

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PRONAREG

Programa Nacional de Regionalización

SENPLADES

Secretaría Nacional de Planificación y Desarrollo

SIG

Sistema de Información Geográfica

SIGTIERRAS

Sistema Nacional de Información y Gestión de Tierras Rurales e Infraestructura Tecnológica

SQL

Structured Query Language - Lenguaje Estructurado de Consulta

USDA

United States Department of Agriculture - Departamento de Agricultura de los Estados Unidos

UTM

Universal Transverse Mercator - Sistema de coordenadas transversal de Mercator

ZAE

Zonificación Agro-Ecológica

ZCIT

Zona de convergencia intertropical

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1. INTRODUCCIÓN El Ministerio de Agricultura y Ganadería (MAG, 2016) indica que hasta 1970 la base económica del Ecuador fue la agricultura, actividad que representaba alrededor del 30% del producto interno bruto (PIB) en aquellos años, proveyendo los alimentos básicos para el consumo interno y productos para el mercado externo. Ecuador se catalogaba como un país “eminentemente agrícola”. Después del descubrimiento del petróleo en la Amazonía a inicios de los años 70, el país inclinó su economía a la exportación de petróleo crudo, industria que marcó un nuevo patrón de especialización productiva, relegando la actividad agrícola.

Después de una década del boom petrolero a principios de los 80, las exportaciones petroleras decayeron y la agricultura recuperó parcialmente su importancia en el PIB, aunque la política agrícola estuvo fuertemente orientada a la agroexportación.

Durante los 80, la agricultura representó el 19% del PIB en la economía ecuatoriana, durante los 90 el 21%, y en el siglo XXI aún mostró una pérdida de importancia relativa pues el PIB agrícola pasó de 15,4% en el 2000 a 8,9% en el 2013 (MAG, 2016).

No obstante, actualmente, el sector agropecuario ecuatoriano ofrece enormes posibilidades para la población y para la economía en su conjunto. Sin embargo, es también un área de gran vulnerabilidad productiva, social y ecológica; por eso la relevancia y preocupación primordial que genera su análisis y atención prioritaria dentro de las políticas públicas (MAG, 2016).

La Agenda para la Transformación Productiva (2010) señala como objetivo “contribuir al Buen Vivir de las familias rurales y comunidades costeras fomentando el impulso de la agricultura, ganadería, acuacultura y pesca multifuncional, logrando la soberanía alimentaria y el incremento del ingreso de los productores” (MAG, 2016, p. 89), estableciendo políticas, como la Política ambiental y de biodiversidad en la que se propicia el manejo sustentable de la

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agricultura, la recuperación de saberes ancestrales y la potenciación de la agrobiodiversidad.

El MAG (2016) indica que el Ecuador es un país privilegiado por la diversidad de suelos que posee. Esto es el resultado de las interacciones de diferentes factores formativos a través del tiempo, en nuestras particulares regiones geográficas. En el país se podrían producir casi todos los cultivos agrícolas de importancia económica del mundo.

Según la FAO, nuestro país tiene gran potencialidad para la agricultura, siendo la cuenca del río Guayas la zona más representativa, pues tendría la capacidad de abastecer a 40 millones de habitantes con su producción (Saltos y Vázquez, 2009; Lasso, Cruz y Haro, 2010).

Bajo estos criterios, para que el país no dependa de una expansión agrícola y pueda mejorar la productividad, es necesario conocer qué áreas son aptas o no para un cierto tipo de cultivo y así se pueda brindar un óptimo asesoramiento a los agricultores promoviendo el bienestar de los mismos.

El presente estudio consideró la delimitación de áreas homogéneas que permitan realizar una zonificación agroecológica para el cultivo de caña de azúcar para fines de desarrollo agrícola, tomando en consideración la gran variedad de procesos ecológicos que inciden directamente en el mismo, a fin de establecer diferentes alternativas de uso y manejo.

Según Lucero (2013), el modelo de zonificación agroecológica establecido, permitirá un manejo racional de las zonas delimitadas, y con los sistemas de información geográfica (SIG) facilitará el estudio comparativo de diversas alternativas de desarrollo para cada una de ellas, basado en factores propios de la zona y susceptible de actualización a medida que se introducen cambios en el nivel de información disponible o en el valor relativo de los datos climáticos, económicos y sociales que constituyen un insumo al análisis.

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Las investigaciones más avanzadas de zonificaciones agroecológicas están compuestas por bases de datos enlazadas a un sistema de información geográfica y relacionadas con modelos computarizados, que contienen múltiples aplicaciones potenciales en el manejo de los recursos naturales y planificación del uso de la tierra (FAO, 1997).

1.1. ANTECEDENTES El cantón Milagro conocido como “La Tierra de las Piñas”, se encuentra a 45 km. de Guayaquil, su territorio tiene una superficie de 405 km2. Es uno de los cantones “de mayor progreso en la provincia, debido a su intensidad comercial y el desarrollo de su industria agro-productiva, entre las cuales destacan la Industria Azucarera Valdez, gozando de una muy buena posición en el mercado nacional e internacional en la producción de azúcar y sus derivados” (Gobierno Provincial de Guayas, s.f.a, ¶ 3).

El cantón Crnl. Marcelino Maridueña se encuentra a 65 km de Guayaquil y se extiende en un área de 254 km². El cantón cuenta con una gran extensión de pastos. Es importante el cultivo altamente tecnificado de la caña de azúcar. Existen plantaciones de banano y otras frutas tropicales. En sus amplias zonas se cría ganado vacuno y caballar de razas seleccionadas y aves de corral. La principal actividad económica de su gente proviene de la dedicación a la industria azucarera que abastece al mercado nacional, la misma que proporciona gran fuente de trabajo para miles de obreros y técnicos que proceden de diversas regiones del país (Gobierno Provincial de Guayas, s.f.b, ¶ 1, 3).

La Coordinación General del Sistema de Información Nacional (CGSIN, 2014), indica que la producción nacional del año 2014, presentó similar comportamiento a la producción internacional, aumentando en 16.62% con respecto al año 2013.

Este comportamiento se debe al aumento de superficie cosechada. Como se observa en la Figura 1, la tendencia al alza de la producción se dio hasta el año 2008, año que reportó la mayor producción con 9.341.095 toneladas para el año

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2013. En el 2014 se logró una recuperación alcanzando una producción 8.252.581 toneladas valor que no superó al registrado en el 2009.

Fuente: CGSIN, 2014

Figura 1 Producción Nacional de Caña de azúcar desde el año 2000 al 2014

En el sector agrícola, constituye uno de los cultivos agroindustriales más importantes del país, ya que la producción de azúcar tiene una importante participación en la economía nacional; su contribución al PIB agrícola nacional es del 12% (Lasso et al., 2010).

El aprovechamiento industrial de la caña de azúcar en Ecuador se dedica a la obtención de azúcar cruda, blanca, refinada, alcohol, melaza y panela. El objetivo del plan nacional de reactivación agropecuaria es la de fomentar la siembra de la caña de azúcar en nuevas áreas de cultivo, para producir materia prima para la producción de etanol con fines energéticos (Lasso et al., 2010).

1.2. PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN Según los datos de la Encuesta de Superficie y Producción Agropecuaria Continua (ESPAC) del Instituto Nacional de Estadísticas y Censos (INEC, 2012) indica que para el 2013 el cultivo de caña de azúcar consta como uno de los principales productos tanto de la pequeña agricultura campesina, como de la

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mediana agricultura y agricultura empresarial. También expone que, de adoptarse las medidas pertinentes, la agricultura continuará siendo el motor productivo más importante de la economía ecuatoriana. Su capacidad productiva se puede potenciar aún más en virtud de su vocación natural, capacidad competitiva y proyección socioeconómica.

La CGSIN (2015) indica a través de la Dirección de Análisis y Procesamiento de la Información del MAG que las proyecciones de la productividad del cultivo de Caña de azúcar (Tabla 1) han bajado respecto a años pasados y seguirán así paulatinamente.

Tabla 1 Rendimiento de la caña de azúcar durante el periodo 2013 – 2015 Rendimiento (t/ha) Producto

Caña de azúcar

2013

2014*

2015*

Var1

Var2

70,88

69,67

63,46

-8,9%

-10,5%

*Estimación Proyecciones: 1. Variación del 2015 con respecto al 2014, 2. Variación del 2015 con respecto al 2013.

Fuente: CGSIN, 2015

El rendimiento y la relevancia que tiene el medir la productividad agrícola, es mejorar el estudio de las diferentes condiciones y etapas de crecimiento y cosecha del sembrío mediante la aplicación adecuada de insumos.

1.3. OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN 1.3.1. OBJETIVO GENERAL: Determinar las zonas agroecológicamente aptas para el cultivo de caña de azúcar en los cantones Milagro y Crnl. Marcelino Maridueña (Guayas, Ecuador).

1.3.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS:  Identificar las variables edafoclimáticas más influyentes sobre la productividad del cultivo de caña de azúcar.

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 Definir, delimitar y cuantificar las áreas donde la cobertura y el uso establecidos no están acordes con la capacidad de uso de la tierra.

1.4. PREGUNTAS DE INVESTIGACIÓN Es en este punto y con todo lo expuesto, se debe contestar a las siguientes interrogantes:

1. ¿Cuáles serían las zonas agroecológicamente aptas para el cultivo de caña de azúcar en el área de estudio?

2. ¿Qué variable edafoclimática es la más influyente sobre la productividad?

3. ¿Qué

metodología

es

la

más

eficaz

para

generar

zonificaciones

agroecológicas?

1.5. HIPÓTESIS La identificación y superposición de variables edafoclimáticas específicas para el cultivo de caña de azúcar puede ser utilizada para la generación de mapas de zonificación agroecológica en los cantones Milagro y Crnl. Marcelino Maridueña (Guayas, Ecuador).

1.6. JUSTIFICACIÓN Es bien sabido que la agricultura es uno de los ejes principales en el país, esta actividad es vital en la seguridad alimentaria, por ende, es importante e indispensable conocer el progreso y analizar el comportamiento de la producción y su sostenibilidad en el tiempo.

Para el MAG (2016), un desafío importante a considerar en el diseño de la política agropecuaria ecuatoriana del próximo decenio es el aprovechamiento apropiado del potencial agrícola del Ecuador. Ello supone construir una zona agroproductiva

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con información cartográfica actualizada sobre la aptitud del suelo, además de considerar las dinámicas productivas y sistemas de relación social vigentes.

Afortunadamente, al momento se dispone de suficiente información oficial pública actualizada para los cantones de Milagro y Crnl. Marcelino Maridueña, los mismos que comprenden una de las zonas más importantes del país, siendo parte de la Cuenca baja del río Guayas, zona altamente productiva y con un elevado potencial económico. En esta zona la agricultura es el soporte económico y su desarrollo tiene una prioridad vital, sin embargo, se debe plantear una estrategia con el fin de lograr su desarrollo en este sector.

Aunque las condiciones climáticas y del suelo son favorables en la zona costera del Ecuador es importante realizar un análisis en la zona de estudio de los cantones Milagro y Crnl. Marcelino Maridueña, con el fin de incrementar el nivel de la producción y la zonificación agroecológica.

Por todo lo expuesto anteriormente, y contestando a las interrogantes antes planteada, en las localidades de Milagro y Crnl. Marcelino Maridueña, se analizará sí se encuentran los cultivos de caña de azúcar en la zona apropiada, de tal forma que su rendimiento sea el más adecuado para la producción.

Por esta situación, se pretende investigar y analizar el cultivo de caña de azúcar en dichas zonas con el fin de proceder a obtener la zonificación adecuada que brindará planificar no solo los sistemas de producción más apropiados, sino también las prioridades de investigación.

1.7. ALCANCE La

presente

investigación

tiene

como

alcance

determinar

las

zonas

agroecológicas aptas para el cultivo de caña de azúcar en los cantones de Milagro y Crnl. Marcelino Maridueña, con fines de desarrollo agrícola.

Los aspectos puntuales que comprende el estudio están referidos a las variables edáficas dentro de los cuales abarca las variables de suelos con sus propiedades

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físicas y químicas. Los aspectos relacionados con las variables climáticas se analizarán específicamente todo lo relacionado a información actualizada de precipitación y temperatura.

Los resultados a obtener serán consistentes con el nivel de información disponible y son susceptibles de actualizaciones futuras a medida que sigan desarrollándose investigaciones nuevas y hagan posible la introducción de datos más confiables y/o exactos en el proceso.

En general, al delimitar zonas agroecológicas se están señalando áreas con alta potencialidad para el desarrollo agrícola que pueden responder en un plazo muy breve a un fuerte impulso de desarrollo, como resultado de la concentración de los medios técnicos y financieros disponibles, con los cuales se pueden definir las orientaciones y métodos operacionales de acuerdo con un modelo político y los planes de desarrollo de cada Gobierno Autónomo Descentralizado (GAD).

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2. REVISIÓN DE LITERATURA 2.1. MARCO TEÓRICO En la presente tesis de maestría el marco teórico considera a la zonificación agroecológica, por ser esta la base de la misma.

Zonificación agroecológica “La zonificación agro-ecológica (ZAE) se refiere a la división de la superficie de tierra en unidades más pequeñas, que tienen características similares relacionadas con la aptitud de tierras, la producción potencial y el impacto ambiental” (FAO, 1997, p.14).

Zonas agroecológicas “Una zona agro-ecológica es una unidad cartográfica de recursos de tierras, definida en términos de clima, fisiografía y suelos, y/o cubierta de tierra, y que tienen un rango específico de limitaciones y potencialidades para el uso de tierras” (FAO, 1997, p.14).

Los parámetros particulares usados en la definición se centran en los requerimientos climáticos y edáficos de los cultivos y en los sistemas de manejo bajo los que éstos se desarrollan. Cada zona tiene una combinación similar de limitaciones y potencialidades para el uso de tierras, y sirve como punto de referencia de las recomendaciones diseñadas para mejorar la situación existente de uso de tierras, ya sea incrementando la producción o limitando la degradación de los recursos (FAO, 1997, p.12).

Requerimientos edafoclimáticos Son aquellos factores edáficos y climáticos del cultivo “que inciden, unos en forma directa y otros indirectamente en el desarrollo y por ende en la producción agrícola” (Subirós, 2000, P.55).

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Factores edáficos Los suelos constituyen una cubierta delgada en la superficie terrestre, de unos pocos centímetros a varios metros. Como cuerpo natural, el suelo constituye una interface que permite intercambio entre la litosfera, la biosfera y la atmósfera. Los suelos permiten el enraizamiento de las plantas (anclaje), con lo que estas pueden obtener agua, oxígeno y nutrientes. Gracias al suelo y a la radiación solar, las plantas, por medio de la fotosíntesis, producen alimentos, forrajes, fibras, masas forestales y energías renovables.

Los suelos son las bases de todos los ecosistemas terrestres, por lo que hacen posible la vida en el planeta. (Porta, López-Acevedo, y Poch, 2008, p.20).

La edafología es la ciencia que tiene como objetivo principal el estudio del suelo y sus componentes (génesis, morfología, composición, propiedades, atributos, comportamiento, clasificación, etc.). Ciencia que ha permitido investigar las propiedades físicas, biológicas y químicas importantes en el desarrollo de los cultivos, corroborando que las propiedades de los suelos están ligadas a sus factores formadores como el material parental, el clima, organismos vivos, relieve y el tiempo.

Los factores edáficos son: clases texturales, profundidad efectiva, drenaje, pedregosidad, pH, salinidad, entre otros.

Factores climáticos “La cantidad, la distribución y la eficacia de las precipitaciones, el ámbito de la temperatura e intensidad, la cantidad y la duración de la irradiación solar, en combinación con otros factores climáticos y edáficos determinan los tipos de los cultivos y de las razas de animales domésticos que pueden adaptarse” (Arnon, 1980, p. 3).

Las condiciones climáticas del sitio son propiedades importantes que influyen en el crecimiento de las plantas y la formación de suelos. Como mínimo, se debe recolectar información sobre la temperatura promedio mensual (en grados

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Celsius) y la precipitación media mensual (en milímetros), haciendo uso de datos existentes de la estación meteorológica más cercana en el sitio (FAO, 2009).

Durante las últimas décadas en América Latina se han observado importantes cambios en las precipitaciones y aumentos de la temperatura. Además, los cambios en el uso del suelo han intensificado la explotación de los recursos naturales y exacerbado muchos procesos de degradación de suelos (Magrin et al., 2007).

Geomorfología La geomorfología es una rama de la geología y la geografía que estudia las formas de la superficie terrestre. Habitualmente la geomorfología se centra en el estudio de las formas del relieve, pero dado que están son el resultado de la dinámica litosférica en general integra, como insumos por un lado, conocimientos de otras ciencias de la Tierra, tales como la climatología, la hidrografía, la pedología, la glaciología y por otro lado también integra insumos de otras ciencias, abarca la incidencia de fenómenos biológicos, geológicos y antrópicos, en el relieve. (Aguilar, 2004, p.302).

Levantamiento de Suelos El levantamiento de suelos es un estudio que nos permite conocer la distribución geográfica del recurso suelo en el territorio a diferentes niveles de detalle, de acuerdo con los propósitos buscados, es decir describir las características y propiedades de los suelos en un área determinada, clasificar el suelo y situar sus límites en un mapa; para de este modo tomar decisiones más fundamentadas al asignar usos a los suelos, con el propósito de evitar errores, disminuyendo costes económicos, sociales, políticos y medioambientales (Porta y López-Acevedo, 2003).

Producción agrícola Se utiliza en el ámbito de la economía para hacer referencia al tipo de productos y beneficios que una actividad agrícola puede generar. El cultivo es una de las

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principales actividades de subsistencia para un ser humano, además de ser una parte relevante en la economía de una región.

La producción agrícola requiere ser controlada y organizada apropiadamente teniendo en cuenta los ciclos de la naturaleza y de los productos a ser cultivados.

Sin olvidar los factores climáticos que son muy importantes el momento de pensar en réditos o beneficios, ya que estos pueden causar graves daños y pérdidas irreversibles.

Productividad agrícola La productividad agrícola se define como la relación entre lo producido y los medios empleados, tales como mano de obra, materiales, energía, entre otros.

Representa una medida de eficiencia al comparar la producción obtenida o la cantidad de productos resultantes con los recursos utilizados en su obtención.

La relevancia que tiene el medir la productividad agrícola se presenta cuando un producto pretende aumentar

sus volúmenes de producción y por ende su

rentabilidad, con una mejor utilización de los factores e insumos que se disponen para la producción. La productividad puede mejorar mediante la aplicación adecuada de los insumos que necesita el cultivo en cada una de sus etapas de crecimiento y cosecha. (Monteros et al., 2013).

Geoprocesamiento El geoprocesamiento es la ejecución metódica de una secuencia de operaciones en los datos geográficos para crear nueva información. Su objetivo primordial es proporcionar herramientas para realizar análisis y administrar los datos geográficos, como en tareas SIG que van desde simples zonas de influencia y superposiciones de polígonos a complejos análisis de regresión y clasificación de imágenes.

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Análisis espacial El análisis espacial es el proceso de modelar y obtener resultados mediante el procesamiento informático y luego examinar e interpretar los resultados del modelo, además resulta útil para evaluar la idoneidad, capacidad, calcular, predecir, interpretar y comprender.

Con el análisis espacial los usuarios de SIG pueden combinar información de numerosos orígenes independientes y obtener un grupo completamente nuevo de información (resultados) mediante la aplicación de un conjunto amplio y sofisticado de operadores espaciales.

2.2. ASPECTOS BIOFÍSICOS Pendiente Sánchez (1999) indica que el factor topográfico de la pendiente es un elemento primario para la caracterización del espacio físico e insumo necesario en la zonificación agroecológica, debido a que es un factor que condiciona el mayor o menor desarrollo de la agricultura.

La pendiente o inclinación de un terreno, es la relación que existe entre el desnivel que se debe superar y la distancia horizontal que se debe recorrer. La distancia horizontal se la mide en el mapa. La pendiente se calcula como un ángulo medido desde el plano horizontal hacia el terreno, expresado en grados sexagesimales (0º a 90º) o como porcentaje (100 multiplicado por la tangente del ángulo, es así que un ángulo con pendiente de 45 grados es igual a 100 por ciento) (Ibañez y Gisbert, 2008) m = tan α = (Dif de Nivel/Dist Horizontal) Dónde: m = Pendiente del terreno, por lo general se expresa en porcentaje. α = Ángulo de inclinación del terreno, puede ser expresado en grados sexagesimales.

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Diferencia de Nivel = Distancia vertical existente entre dos puntos, se la calcula restando la altura mayor y menor existente entre los puntos.

Distancia Horizontal = Distancia en el plano horizontal existente entre dos puntos.

Propiedades físicas de los suelos Porta et al. (2008) indican que la aptitud de un suelo para desarrollar determinadas funciones viene condicionada, en gran medida, por las propiedades físicas, ya que éstas determinan, entre otros, los siguientes aspectos: 

El almacenamiento y circulación del agua.



El régimen de humedad del suelo.



La facilidad de extracción de agua por parte de las plantas.



La aireación.



La nascencia y emergencia de las plántulas.



La facilidad de crecimiento de las raíces.



La susceptibilidad a la erosión: erosionabilidad.



Los hábitats para los microorganismos.



La temperatura del suelo.



La idoneidad para cimentaciones y conducciones enterradas.

Drenaje Porta et al. (2008) indican que el drenaje es la facilidad que tiene un suelo para no encharcarse, es decir, la capacidad que tiene de eliminar el agua que recibe, ya sea por escorrentía superficial o por percolación en profundidad (Figura 2).

La clase drenaje es un atributo del suelo que viene determinado por un conjunto de propiedades (estructura, textura, porosidad, existencia de una capa impermeable, permeabilidad, posición del suelo en el paisaje, etc.) (Porta y López-Acevedo, 2005).

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Fuente: IGAC, 2016

Figura 2 Drenaje natural del suelo

Textura La textura del suelo se refiere a la proporción relativa de las clases de tamaño de partícula (o separaciones de suelo, o fracciones) en un volumen de suelo dado y se describe como una clase textural de suelo. Los nombres para las clases de tamaño de partícula corresponden estrechamente con la terminología estándar comúnmente utilizada, incluida aquella del sistema utilizado por el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA). Sin embargo, muchos sistemas nacionales que describen el tamaño de las partículas y las clases texturales usan más o menos los mismos nombres pero diferentes fracciones de grano de arena, limo y arcilla, y clases texturales (FAO, 2009).

En la tierra fina se han establecido tres intervalos de tamaños o fracciones granulométricas: arcilla (menor de 2 μm), limo (según ISSS de 2 a 20 μm o bien según USDA de 2 a 50 μm) y arena (del límite superior del limo a 2000 μm). La arena se subdivide a su vez, con los criterios USDA, en: arena muy gruesa (2000 a 1000 μm), arena gruesa (1000 a 500 μm), arena media (500 a 250), arena fina (250 a 100) y arena muy fina (100 a 50) (Porta et al., 2008).

Según la FAO (2009), los nombres de las clases texturales (que describe clases de tamaño de partícula combinadas) del material de suelo descrito son

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codificados como en la Figura 3. En adición a la clase textural, se da un estimado en campo del porcentaje de arcilla. Este estimado es útil para indicar el incremento y decremento en contenido de arcilla dentro de las clases texturales y para comparar estimaciones de campo con los resultados analíticos. La relación entre las clases texturales básicas y los porcentajes de arcilla, limo y arena se indican en una forma triangular en la Figura 3.

Fuente: FAO, 2009

Figura 3 Relación de los constituyentes de tierra fina por tamaño, definiendo las clases texturales y subclases de arena

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Profundidad Efectiva Se define como la profundidad del suelo que puede proporcionar un medio adecuado para el desarrollo de las raíces, retener el agua disponible y suministrar los nutrientes existentes (Figura 4). Por tanto, en la mayoría de los casos, es la profundidad a la cual comienza la grava, la roca madre u otro tipo de soporte rígido, o a partir de la cuales se hallan condiciones desfavorables para el desarrollo satisfactorio de las raíces de las plantas cultivables (Hudson, 2006).

Fuente: CENICAFÉ, 2004

Figura 4 Representación gráfica de un suelo profundo y un suelo poco profundo

Pedregosidad Se refiere a la presencia o ausencia de fragmentos gruesos (piedras) en la superficie de un suelo (Figura 5), que afecten la mecanización y desarrollo de las plantas; están descritos en términos de porcentaje de cobertura (TRACASANIPSA, 2014, p.9).

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Fuente: Porta et al., 2008

Figura 5 Presencia de fragmentos gruesos en la superficie

Nivel freático Es límite superior de las aguas subterráneas en las que la presión del agua es igual a 1 atmósfera, es decir, profundidad del nivel de agua en un sondeo cuando el agua subterránea puede entrar libremente en él (Barioglio, 2006).

La profundidad del nivel freático es la distancia perpendicular considerada desde la superficie del suelo hasta el límite superior del nivel freático; es una variable limitante del desarrollo de las raíces de las plantas muy asociada a la profundidad efectiva (Figura 6).

31

Fuente: Agua y Naturaleza (s.f.)

Figura 6 Representación gráfica del Nivel freático

Propiedades químicas de los suelos La consideración de las propiedades de los suelos constituye uno de los principales objetivos de su química. Estas propiedades resultan del proceso de

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formación y evolución del suelo y su conocimiento permite elaborar criterios valiosos para su clasificación y especialmente para la interpretación de las relaciones suelo-planta.

Los procesos de intercambio catiónico y aniónico, que resultan de las interacciones de las fases sólida y líquida del suelo, dependen de la composición y de las características del complejo coloidal (partículas de materia orgánica, arcillas y sesquióxidos y de la composición de la solución del suelo. Los equilibrios químicos resultantes son reversibles y varían de acuerdo a las influencias climáticas y ecológicas que actúan sobre el suelo y que también regulan la disponibilidad de los elementos nutritivos (Fassbender, 1975).

Potencial Hidrógeno (pH) La reacción del suelo es una propiedad físico–química que informa del grado de acidez o basicidad del suelo (Porta et al., 2008).

El pH del suelo expresa la actividad de los iones hidrógeno en la solución del suelo. Este afecta la disponibilidad de nutrientes minerales para las plantas así como a muchos procesos del suelo (FAO, 2009).

La importancia del pH reside en que influye tanto en la nutrición de las plantas, como en el funcionamiento de los microorganismos del suelo, como en el comportamiento de los contaminantes, en el suelo, y en muchas propiedades del suelo (Porta et al., 2008).

El intervalo de existencia del pH en los suelos va de pH 2–3 (suelos muy fuertemente ácidos) a pH 12 (suelos alcalinos), explicados en la Figura 7. Los valores extremos del intervalo no son frecuentes en los suelos y, además, resultan muy desfavorables, tanto para los cultivos, como para las infraestructuras enterradas dado el riesgo de provocar corrosiones en el hormigón y en conducciones metálicas enterradas (Porta et al., 2008).

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Fuente: Barrientos, (2016)

Figura 7 Potencial Hidrógeno (pH) del suelo

La productividad de las plantas de cultivo es máxima en determinados intervalos de pH, en los que el crecimiento es óptimo. Varía de unas especies a otras y, dentro de una misma especie, según variedades (Porta y López-Acevedo, 2005).

Fuera de ellos, el exceso de acidez o de alcalinidad hace que las condiciones sean subóptimas para la actividad biológica en el suelo. Por debajo de pH 5,5, la solubilidad del aluminio aumenta, de tal manera que llega a ser tóxico para las plantas (Porta et al., 2008).

Salinidad Porta y López-Acevedo (2005) indican que la salinidad es una característica del suelo que se debe a un exceso de sales más solubles que el yeso. La salinidad varía a lo largo del año (Figura 8), de acuerdo con el movimiento descendente o ascendente del agua en el suelo. Por lo que su caracterización requerirá más de un muestreo a lo largo del año. Se mide por la conductividad eléctrica “CE” del extracto de pasta saturada.

La conductividad eléctrica (CE) se usa para determinar el contenido total de sales solubles de un suelo y se consideran solubles aquellas más solubles que el yeso SO4Ca. 2H2O cuya solubilidad a 25 OC es de 2,6 gramos por litro de agua. Están compuestas, principalmente por los siguientes iones; entre los cationes: el calcio

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Ca+2, magnesio Mg+2, sodio Na+, potasio K+, y aniones: los cloruros Cl-, sulfatos (SO4)-2, bicarbonatos (HCO3)- y carbonatos (CO3)-2 (Fuentes, 1999).

Cobertura y uso del suelo La cobertura de vegetación y usos del suelo constituyen la expresión conjunta de las plantas oriundas o introducidas y la utilización antrópica que se hace del medio biofísico de un área. Es una de las más importantes manifestaciones espaciales de los paisajes naturales y culturales de un territorio (Mendoza et al., 2009).

Mendoza, Plascencia, Rosete, y Bocco (2009) mencionan que la cobertura vegetal (los atributos biofísicos de la superficie terrestre) y los usos del suelo (los distintos propósitos humanos con los que se aprovechan estos atributos) determinan el funcionamiento de los ecosistemas terrestre: afectan directamente a su biodiversidad, contribuyen a los cambios climáticos locales, regionales y globales, y son las fuentes primarias de la degradación de tierras.

2.3. ASPECTOS AGRONÓMICOS Caña de azúcar La caña de azúcar (Saccharum officinarum L.) es originaria de Nueva Guinea, fue traída a América por Cristóbal Colón en su segundo viaje (1493) quien lo sembró inicialmente en lo que hoy es República Dominicana, para luego ingresar a Colombia en el año 1510. De ahí pasa al Ecuador por su semejanza en el clima sembrando las primeras cañas en las zonas tropicales y subtropicales del país (Paucar y Robalino, 2009).

Raúl Castillo, director general del Centro de Investigación de la Caña en el Ecuador (CINCAE), indicó que la caña de azúcar se ha convertido en un cultivo de gran potencial agroindustrial a nivel nacional y mundial por los productos que se obtienen de ella (El Misionero, 2013).

35

La caña de azúcar es un cultivo agroindustrial de gran importancia en el Ecuador por la capacidad de generación de más de 30,000 empleos directos y 80,000 indirectos sobre todo en le época seca de su cosecha (julio a diciembre). Brinda una principal utilidad que es el endulzante natural, el azúcar, el cual es extraído de su tallo en donde acumula un líquido dulce (Figura 8). Además de utilizarlo para la producción del azúcar, se emplea como fuente de materias primas para la que se elaboran otros productos derivados, como en el caso de: la panela también conocida como piloncillo su utilidad de destina a endulzantes y elaboración de licores con el ron por ejemplo, alimento para animales (procesos orgánicos e inorgánicos), soluciones de impacto ambiental (alcohol como combustible renovable), papel, madera, cartón, etc. La superficie que se siembra para la producción de la caña de azúcar se encuentra distribuida porcentualmente en las siguientes provincias: el 72.4% en el Guayas, 19.60% en el Cañar, el 4.20% en el Carchi e Imbabura, el 2.4% en Los Ríos, y el 1.40% en Loja (Ámbito económico, 2012).

Fuente: El Telégrafo, 2016

Figura 8 Cosecha manual de caña de azúcar

En el Ecuador del área total sembrada, el 20% se destina a la fabricación de panela y el 80% para la producción de azúcar y alcohol etílico a partir del jugo de caña y la melaza respectivamente (El Misionero, 2013).

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Un dato muy importante en términos de producción sobre la caña de azúcar, es que actualmente es el cultivo primario de azúcar a nivel mundial. El número actual de producción se ubica en 1450 millones de toneladas de azúcar, de 22 millones de hectáreas alrededor del mundo. Los países productores líderes de caña son Brasil, India y China, con aproximadamente 60% de la producción mundial. Su presencia dentro de la industria, va ganando mayor presencia, como en el caso de la industria del biocombustible, un buen ejemplo es Brasil, ya que utiliza el 48% de su producción de caña para producir etanol, mientras que el resto es ocupado para la producción de azúcar (Barcia, 2012).

El INEC (2015) indica que se plantaron 104,558 hectáreas de caña para azúcar y se cosecharon 102,616 hectáreas. A su vez, la encuesta señala que el 68.74% de la producción nacional del cultivo está concentrado en la provincia de Guayas.

2.4. ASPECTOS METODOLÓGICOS Zonificación Según Villa (2016), la zonificación permite caracterizar y evaluar espacialmente al territorio

en

unidades

homogéneas,

cuyas

características

particulares

influenciadas por el clima, cobertura vegetal y fauna, suelo, usos del suelo como actividades económicas y sociales en el sistema territorial, permiten planificar y evaluar la capacidad de uso del territorio y establecer los conflictos para su mitigación. La Evaluación Integral del Territorio, corresponde a la evaluación de la aptitud del sistema territorial, existen varios métodos que se aplican de acuerdo con los objetivos y circunstancias particulares de cada caso. Sin embargo en todos los casos interesa determinar la aptitud o capacidad de uso de la tierra para promover su ordenamiento o reordenamiento de uso del suelo.

“El propósito de zonificar, la planificación del uso de recursos rurales, es separar áreas con similares potencialidades y limitaciones para el desarrollo. Los programas específicos pueden, entonces, formularse para proporcionar el apoyo más efectivo para cada zona” (FAO, 1997, p.12).

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Villa (2016) señala que para la caracterización biofísica o diagnóstico del territorio, se pueden aplicar varios métodos de zonificación, dependiendo de las condiciones de cada territorio los más utilizados son: 1) zonificación agrológica, 2) zonificación agro-ecológica (ZAE), 3) zonificación de unidades del paisaje (ecológica o ambiental) y 4) zonificación ecológica y económica.

Por lo expuesto anteriormente y en relación al tema de estudio, a continuación se trata sobre la Zonificación agro-ecológica y algunos ejemplos de estudio.

Zonificación agro-ecológica La zonificación agro-ecológica (ZAE), de acuerdo con los criterios de FAO, define zonas en base a combinaciones de suelo, fisiografía y características climáticas.

Cada zona tiene una combinación similar de limitaciones y potencialidades para el uso de tierras, y sirve como punto de referencia de las recomendaciones diseñadas para mejorar la situación existente de uso de tierras, ya sea incrementando la producción o limitando la degradación de los recursos (FAO, 1997).

La metodología ZAE (Figura 9) se puede considerar como un conjunto de aplicaciones básicas, que conducen a una evaluación de la aptitud y productividad potencial de tierras, y un conjunto de aplicaciones avanzadas o periféricas, que se pueden construir sobre los resultados de los estudios de ZAE. Los resultados de las aplicaciones básicas incluyen mapas que muestran zonas agro-ecológicas y aptitud de tierras, la cantidad estimada de las áreas de cultivo potenciales, cosechas y producción. Tal información proporciona las bases para aplicaciones avanzadas tales como la evaluación de la degradación de tierras, modelos de producción ganadera, evaluación de la capacidad de sostenimiento de la población y modelos de optimización de usos de tierras. (FAO, 1997, p. 12).

La metodología y las variables de entrada ZAE son independientes de la escala.

Sin embargo, el nivel de detalle con que estén definidos factores como los suelos, el clima y los tipos de uso de tierras varía de acuerdo con la escala de los mapas y los objetivos del estudio (FAO, 1997, p. 14).

38

Fuente: FAO, 1997.

Figura 9 Marco conceptual de la metodologĂ­a ZAE

39

Procedimientos ZAE Según FAO (1997), el módulo central o de aplicaciones básicas de la metodología ZAE, que trata de estimar la aptitud de tierras y la productividad potencial para usos específicos, señala tres grupos principales de actividades: 

Inventario de tipos de usos de tierras y sus requerimientos ecológicos;



Definición y cartografía de las zonas agro-ecológicas en base a los inventarios de recursos de tierras (incluyendo clima, relieve y suelos);



Evaluación de la aptitud de tierras de cada zona agro-ecológica.

Fuente: FAO, 1997.

Figura 10 Aplicaciones básicas de metodología ZAE

La Figura 10 presenta la relación entre estas actividades y sus componentes metodológicos. Los productos intermedios y finales pueden ser posteriormente

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utilizados en una serie de aplicaciones avanzadas que se determinan en función de los objetivos del estudio.

Herramientas informáticas y sistema de información geográfica La ZAE se basa en una serie de procedimientos lógicos que permiten la estimación cuantitativa de rendimientos para cada zona o celda agro-ecológica.

Las más avanzadas investigaciones ZAE incorporan un conjunto de bases de datos relacionadas con sistemas de información geográfica y con modelos computacionales, alcanzando múltiples aplicaciones para la gestión de los recursos naturales y la planificación de sus usos(FAO, 1997).

FAO (1997), señala que las herramientas informáticas pueden ser agrupadas en: 

Bases de datos.- Para una visualización directa de los datos y para transferirlos a modelos y sistemas de evaluación, las bases de datos resultan sumamente apropiadas.



Modelos.- Un modelo representa una simplificación de una realidad compleja, siendo su nivel de detalle consecuente con los objetivos y la precisión del estudio, la disponibilidad de datos básicos y el conocimiento disponible para establecer las reglas necesarias.



SIG.- Los sistemas de información geográfica (SIG) han surgido como poderosas herramientas para la manipulación y análisis de grandes volúmenes de datos, estadísticos, espaciales y temporales, que son necesarios para generar, de una forma flexible, versátil e integrada, productos de información, ya sean mapas o informes, para la toma de decisiones sobre el uso de tierras.



Paquetes integrados: interfaces entre bases de datos, SIG y modelos.La integración entre SIG y modelos ZAE no impide que ambos componentes se desarrollen separadamente. Así, los diversos mapas generados por los SIG pueden ser utilizados para transferir a los modelos los datos básicos que necesitan, y sus resultados vuelven de nuevo a los SIG. Es decir, los SIG crean bases de datos para los modelos y viceversa,

41

siendo los resultados de los modelos transferidos a los SIG para su posterior representación gráfica.

Ejemplos de resultados de estudios de ZAE En un estudio de ZAE realizado por Lasso et al. (2010) se desarrolló un modelo de integración entre bases de datos y SIG para la cuenca baja del río GuayasEcuador (Figura 11); bajo ese enfoque se realizó la ZAE de los cultivos de arroz, maíz y caña de azúcar, para lo cual determinaron los factores geopedológicos y los requerimientos climáticos de los mismos. Posteriormente, dentro de un SIG, superpusieron los mapas geopedológicos y climáticos, obteniéndose como resultado el mapa agro-ecológico (Figura 12), en el cual se aplicó un lenguaje estructurado de consulta (SQL) a los atributos del mismo, generando zonas óptimas para cada cultivo.

Fuente: Lasso et al., 2010.

Figura 11 Modelo ZAE para la cuenca baja del río Guayas-Ecuador

42

Fuente: Lasso et al., 2010.

Figura 12 Descripción gráfica del proceso ZAE de tres cultivos estratégicos

Otro trabajo de investigación en ZAE, es aquel presentado por Lucero (2013), en el cual señala un modelamiento a través de SIG para la zonificación agroecológica de cultivos como la papa, maíz, brócoli, cebolla blanca, cebada y pasto (Figura 13).

Fuente: Lucero, 2013.

Figura 13 Diagrama de zonificación agroecológica

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Primordialmente, tomó en cuenta los factores climáticos y edafológicos que son necesarios para cada requerimiento agroecológico de cada cultivo y elaboró un Modelo Cartográfico con la herramienta ModelBuilder de ArcGIS, donde simplifica, automatiza y optimiza el trabajo de la elaboración la zonificación agroecológica para cada cultivo (Figura 14).

Fuente: Lucero, 2013.

Figura 14 MolderBuilder para la zonificación agroecológica del cultivo de papa

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3. METODOLOGÍA

3.1. DIAGNÓSTICO GENERAL 3.1.1. Cantón Milagro

El cantón Milagro es una entidad territorial subnacional ecuatoriana, de la provincia de Guayas. Su cabecera cantonal es la ciudad de Milagro, lugar donde se agrupa gran parte de su población total.

San Francisco de Milagro es como se llama hoy lo que en la época de la Conquista se denominó Chirijo. Como parte de su historia y desarrollo tiene como uno de sus bienes el río Milagro de gran importancia para el cantón y considerado como Patrimonio Natural.

De acuerdo a la información cartográfica de la Secretaria del Comité Nacional de Límites Internos (CONALI, 2013) su territorio es de 405.63 km2.

La población total del cantón Milagro según los resultados del Censo de Población hasta agosto del 2010 realizado por el INEC es de 166,634 habitantes con un porcentaje de crecimiento anual de 2.362% por año. La cantidad de mujeres es de 83,393 y de hombres 83,241, el 19.9 % de su población reside en el área rural y 80.1% en el área urbana (INEC, 2010).

Milagro se considera el cuarto cantón con más cultivos permanentes, en la ciudad de Milagro los suelos son considerablemente productivos y generosos, tanto que se produce piñas, caña de azúcar, arroz, banano, mango, cacao, café, y tantos otros productos agrícolas de ciclo tropical (Vaca y Zaruma, 2014, p.49).

El INEC (2010) señala que la población económicamente activa es el 49.3% en este cantón 3 de cada 10 personas son dueños de un micro negocio, el 20% son sociedades anónimas, un 5.08% son compañías limitadas, a un 30.85% se las pudiera considerar sociedades de hecho y el otro 46.44% corresponde a negocios

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de personas naturales, entre familiares (sin formalizar). La Figura 15 nos indica que el 24% corresponde a la población que está ocupada en la agricultura, ganadería, silvicultura y pesca, el 25% al comercio, el 9.6% a la industria manufactura, el 3.5% a la administración pública y defensa como las más relevantes.

Fuente: Censo de la Población y Vivienda. INEC 2010

Figura 15 Porcentaje de actividades que se ejecutan en el Cantón Milagro

Según la Figura 16, El cantón Milagro, entidad territorial de la provincia del Guayas, se encuentra a 46 km de la ciudad de Guayaquil. Sus límites geográficos son: 

Al Norte: Los cantones Alfredo Baquerizo Moreno y Simón Bolívar.



Al Sur: Los cantones Yaguachi y Crnl. Marcelino Maridueña.



AL Este: Los cantones Simón Bolívar y Naranjito.



Al Oeste: El cantón Yaguachi.

46

Figura 16 Mapa de ubicación del cantón Milagro

Las coordenadas geográficas Universal Transverse Mercator (UTM) en las que se encuentra el cantón Milagro son 2°8′5″ S, 79°35′14″ W, WGS 84 y Zona 17 Sur; está entre la latitud -2,1272 y longitud -79,599.

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3.1.2. Cantón Crnl. Marcelino Maridueña

Coronel Marcelino Maridueña es un cantón de la provincia del Guayas. Recibe su nombre del Coronel Marcelino Maridueña Quezada, destacado militar que luchó en la Revolución Liberal.

Según la CONALI (2013), el cantón Marcelino Maridueña se extiende en un área de 254.38 km2.

Su cabecera cantonal es la ciudad de Coronel Marcelino Maridueña situada a 65 km de la ciudad de Guayaquil. Se encuentra al este de la provincia, asentada a 80 m.s.n.m., su temperatura promedio es de 24 °C y una precipitación promedio anual de 1700 mm (Gobierno Provincial de Guayas, s.f.b, ¶ 1).

El cantón cuenta con una gran extensión de pastos. Es importante el cultivo altamente tecnificado de la caña de azúcar. Existen plantaciones de banano y otras frutas tropicales. En sus amplias zonas se cría ganado vacuno y caballar de razas seleccionadas y aves de corral. La principal actividad económica de su gente proviene de la dedicación a la industria azucarera que abastece al mercado nacional, la misma que proporciona gran fuente de trabajo para miles de obreros y técnicos que proceden de diversas regiones del país. El suelo del cantón, en general es plano, en el paisaje se observan ligeras ondulaciones (Gobierno Provincial de Guayas, s.f.b, 3).

El INEC (2010), mediante el Censo de Población y Vivienda, indica que la población total del cantón Marcelino Maridueña es de 12,033 habitantes y que, en el 2020, la población del cantón alcanzaría los 13,132 habitantes. La cantidad de mujeres es de 47.9% y de hombres 52.1%, el mayor porcentaje de la población se ubica en la zona urbana con el 59.5% y en la población rural reside el 40.5%.

Según la Figura 17, el 36.1% corresponde a la población económicamente activa (PEA) en la agricultura, ganadería, silvicultura y pesca, el 19.3% ocupan las

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industrias manufactureras y el comercio al por mayor y menor, el sector terciario ocupa el Comercio al por mayor y menor con el 9.6% (INEC, 2010).

Fuente: Censo de la Población y Vivienda. INEC 2010

Figura 17 Porcentaje de actividades que se ejecutan en el Cantón Crnel. Marcelino Maridueña

En la Figura 18, se puede apreciar que los límites geográficos del cantón Coronel Marcelino Maridueña son: 

Al Norte: Los cantones: Naranjito, Milagro y Bucay.



Al Sur: Los cantones: El Triunfo y Yaguachi.



Al Este: Los cantones: Cumandá y El Triunfo.



Al Oeste: El cantón Yaguachi.

Las coordenadas geográficas UTM en las que se encuentra el cantón Coronel Marcelino Maridueña son 2°12′0″ S, 79°25′12″ W, WGS 84 y Zona 17 Sur; está entre la latitud -2,2 y longitud -79,42.

49

Figura 18 Mapa de ubicación del cantón Marcelino Maridueña

50

3.2. DIAGNÓSTICO BIOFÍSICO

3.2.1. Caracterización Climática

Según el Instituto Nacional de Meteorología e Hidrología (INAMHI, 2006), los cantones Milagro y Crnl. Marcelino Maridueña se caracterizan por tener un Índice Hídrico Sub-húmedo, con una variación estacional de la humedad de moderado déficit hídrico en época seca, y un régimen térmico cálido (C2sA') según la clasificación climática de Thornthwaite (Figura 19).

Fuente: INAHMI, 2006.

Figura 19 Mapa de Climas del Ecuador

El principal sistema atmosférico que afecta a la región Litoral con la presencia de precipitaciones en el periodo lluvioso es la Zona de convergencia intertropical (ZCIT), en este periodo disminuyen los efectos termodinámicos locales y el flujo de humedad proveniente de la cuenca amazónica. En este período se tiene la

51

influencia del Alta Semipermanente del Pacífico Sur (ASPS) y las condiciones frías de la corriente de Humboldt que son las que regulan el clima de la región litoral (centro y sur) durante mencionado periodo.

3.2.1.1. Régimen de precipitación

En los estudios climáticos se utilizan datos de observaciones de diversos parámetros: precipitación, temperaturas, nubosidad, evapotranspiración, entre otros, cuya variabilidad en el tiempo es grande.

El Instituto Espacial Ecuatoriano (IEE), la Secretaría Nacional de Planificación y Desarrollo (SENPLADES) y el Ministerio de Agricultura y Ganadería (MAG) (2009a, 2013a) indican que se tiene por consiguiente que recurrir a las estadísticas para realizar el análisis de éstos parámetros, a fin de alcanzar la precisión requerida. Por lo que, los estudios climáticos tienen necesariamente que apoyarse en datos que tengan series de períodos los más extensas posibles.

La Organización Meteorológica Mundial (OMM) señala que las series climáticas deben tener como un mínimo 20 años de registros continuos de estaciones de funcionamiento regular y permanente, susceptibles a las realidades de cada país, las que, en caso de no existir series extensas pueden utilizarse hasta de 10 años (IEE et al., 2009a, 2013a).

Tabla 2 Precipitación media mensual multianual (1981-2010) CODIGO NOMBRE M037 Milagro (Ingenio Valdez) M218 Ingenio San Carlos

Fuente: INAHMI, 2010.

ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC Total 247,5 387,3 336,6 176,0 59,7 3,8 0,8 0,5 0,9 1,7 1,3 47,8 1263,8 318,8 426,1 461,1 309,7 123,4 21,2 6,2 6,5 12,4 9,7 3,3 48,1 1746,4

52

Fuente: INAHMI, 2010.

Figura 20 Precipitación media mensual multianual (1981-2010)

De acuerdo a los valores estadísticos de precipitación mensual multianual durante el periodo 1981-2010 (Tabla 2), los cantones Milagro y Crnel. Marcelino Maridueña presentan climatológicamente el período lluvioso de la región litoral a mediados del mes de diciembre y se extiende hasta el mes de mayo y desde el mes de junio hasta noviembre se define el período poco lluvioso.

Para este análisis se utilizó dos estaciones meteorológicas (Figura 20): 

M037, que se encuentra situada en el Ingenio Valdez del cantón Milagro



M218, que se encuentra situada en el Ingenio San Carlos del cantón Marcelino Maridueña

De acuerdo al análisis de los últimos registros de las estaciones meteorológicas período 2010 – 2017: 

En el período lluvioso (diciembre a junio), los datos permitieron inferir que durante este período las precipitaciones fueron tanto inferiores como superiores a sus normales climatológicas.

53



Las precipitaciones del año 2012 al 2016, oscilaron entre 1.028 y 1.341 mm,

presentando

valores

inferiores

a

sus

normales

acumuladas

climatológicas (1389 mm – 1424 mm) representando un porcentaje de variación entre el (5.8% y 26%). 

En el año 2017, la cantidad de precipitación acumulada desde el mes de enero a mayo, sobrepasó las normales registrando un acumulado de 2.162 mm y representando un porcentaje de variación del 28% con respecto a su normal climática.

A sabiendas que los valores de precipitación obtenidos en las diferentes estaciones meteorológicas son puntuales, es necesario conocer su distribución geográficamente en la zona en estudio; para ello, uno de los métodos más usados en meteorología para entender esta distribución es por medio de trazos de isoyetas (líneas que unen puntos de igual valor de precipitación) (Figura 21).

Figura 21 Mapa de zonas de precipitación

54

3.2.1.2. Régimen de temperatura

IEE et al., (2009a, 2013a) señalan que la temperatura del aire es el elemento del clima al que se asigna mayor importancia como causa de las variaciones que experimentan el crecimiento, el desarrollo y la productividad de los cultivos agrícolas. Por esta razón, es necesario conocer la disponibilidad (cantidad y duración) y el régimen térmico de una localidad, que con las disponibilidades hídricas (precipitación y humedad edáfica) permitirá cuantificar la aptitud climática regional.

Las estaciones de registros de temperatura presentan información discontinua y periodos de registros distintos, lo que obliga a plantear diferentes períodos de análisis de este parámetro climático. Se calcularon para cada estación climática considerada, las temperaturas medias mensuales y anuales de todo el período histórico de registros, los mismos que se presentan en la Tabla 3. Se seleccionaron las mismas estaciones que proporcionaron los valores de precipitación media.

Tabla 3 Temperatura media mensual multianual (1981-2010) CODIGO NOMBRE M037 Milagro (Ingenio Valdez) M218 Ingenio San Carlos

ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC Promedio 26,3 26,2 26,8 26,8 26,2 24,9 24,1 24,1 24,5 24,8 25,2 26,2 25,5 25,7 25,9 26,5 26,6 25,9 24,7 24,0 23,9 24,2 24,2 24,7 25,7 25,2

Fuente: INAHMI, 2010.

En la Figura 22 se representan las temperaturas, cuyas curvas describen la distribución mensual de la temperatura media del aire en el transcurso del año.

Analizando la figura se observa que la temperatura promedio anual en las estaciones seleccionadas es de 25,4 ºC.

55

Fuente: INAHMI, 2010.

Figura 22 Temperatura media mensual multianual (1981-2010)

Los meses de marzo y abril presentan el mayor valor de temperatura, mientras que los meses de julio y agosto, son los que presentan valores ligeramente más bajos con respecto a la media anual. Las variaciones mensuales de las temperaturas no son significativas ya que su amplitud (diferencia entre los valores máximos y mínimos) está alrededor de 1ºC.

De acuerdo al análisis de los últimos registros de las estaciones meteorológicas período 2010 – 2017: 

En el período lluvioso (diciembre 2012- junio 2017): La temperatura mínima media en la zona de estudio en el periodo de diciembre a mayo tiene un rango entre 22 y 24 °C. La temperatura máxima en este mismo periodo oscila entre 30 y 31°C.



En el período poco lluvioso (junio-octubre): La temperatura mínima media oscila entre 21 y 22°C. La temperatura máxima media en este periodo oscila entre los 29 y 31°C.

56

Con la finalidad de estimar el perfil vertical de la temperatura (disminución de la temperatura con la altura), se efectúa una correlación lineal de los valores de temperatura media anual vs altitud (IEE et al., 2009e, 2013d).

IEE et al. (2009e, 2013d) señalan que el gradiente térmico de la zona es aproximadamente de 1ºC por cada 100 metros de elevación, el mismo que está representado por la ecuación: T ºC= 25.2 – (0,00308 x A) T = Temperatura Media (º C) A = Altura Media (m)

Conociendo que la temperatura disminuye con la altura, en base a las curvas de nivel y mediante la ecuación anterior, se realizó el trazo de las isotermas, éstas isotermas tienen valores entre 24 y 26ºC (Figura 23) a lo largo de la zona de estudio (IEE et al., 2009e, 2013d).

Figura 23 Mapa de zonas de temperatura

57

Para la realización del presente estudio se utilizó como base de la información climática a la información generada dentro del proyecto “Generación de Geoinformación para la Gestión del Territorio a Nivel Nacional, escala 1: 25 000” del IEE con la CGSIN, 2009-2013 (IEE et al., 2009a, 2013a).

3.2.2. Caracterización del Relieve

3.2.2.1. Relieve IEE et al. (2009b, 2013b) definieron para los cantones Milagro y Crnl. Marcelino Maridueña tres unidades ambientales tomando en cuenta la génesis, los factores morfológicos, morfométricos y la litología, así como los factores externos modeladores como el clima y la vegetación.

Figura 24 Mapa de Relieve: Unidades Ambientales

IEE et al. (2009b, 2013b) indican que las unidades ambientales para la zona de estudio según el mapa anterior (Figura 24) son:

58



La Llanura Aluvial Reciente: ubicada en la provincia del Guayas, es una típica llanura aluvial, constituida por el relleno de una profunda fosa de subsidencia, con una dirección predominante NE-SW, situada entre el arco costanero y los andes. La naturaleza de los sedimentos es poco conocida, los afloramientos son casi inexistentes y solo sondeos profundos pueden evidenciarlos. En el cantón Milagro es la unidad ambiental predominante ocupando un 84,93% de la superficie del cantón.



Piedemonte Andino: los conos con características topográficas bastantes marcadas están ubicados en la zona de contacto con la vertiente andina, estos presentan una pendiente longitudinal, variando de 2 a 5°. Los relieves de esta unidad ambiental están localizados principalmente a lo largo de todo el cantón Crnl. Marcelino Maridueña, y se encuentran asociados

a

depósitos

coluvio-aluviales

que

litológicamente

están

conformados por guijarros subredondeados a redondeados en matriz limo arcillosa. 

Medio Aluvial: se presentan a lo largo de todo el cantón Crnl. Marcelino Maridueña con dirección E-W, esta unidad está dominada por la acción del río Chimbo al norte que es el límite cantonal, al sur los ríos Chanchan, Barranco Alto y La Isla, existen varios esteros que los alimentan como por ejemplo esteros Maravilla, Vinces, Verde, Amarillo, El Apuro, El Limón y Pozones. Estos cauces conjuntamente con el tipo de material presente en el cantón han provocado la aparición de diferentes niveles de terrazas.

3.2.2.2. Pendiente Con el objetivo de realizar el estudio al nivel de detalle de escala 1:25.000, se utilizó la información cartográfica de geomorfología en la cual se tiene la capa de pendientes de la zona de estudio.

59

Figura 25 Mapa de Relieve: Pendiente

La mayor parte de la provincia del Guayas presenta topografías suaves de las unidades geomorfológicas del Piedemonte Andino hasta entrar en contacto con la llanura al Oeste, los modelados superficiales son netamente menos acentuados que los anteriores y se presentan como superficies rigurosamente planas y ondulaciones amplias y rebajadas cuyos desniveles relativos no exceden los 10 metros; las pendientes son siempre inferiores a 12%.

Las clases de pendiente presentes en la zona de estudio según la Figura 25, son:  Plana: aquella en la cual la inclinación del terreno con respecto a la horizontal es muy poca, se ha considerado el rango de 0 a 2%; representa el 29% del área de estudio.  Muy suave: aquella en la cual la inclinación del terreno con respecto a la horizontal es poca, se ha considerado el rango de 2 a 5%; representa la mayor área de estudio con el 66%.

60

 Suave: la inclinación o gradiente del terreno es considerada en el rango porcentual entre el 5% y 12%, caracterizada por una pendiente suave; dentro del área de estudio comprende el 1% del área total.

3.2.3. Caracterización Edafológica Para la caracterización del recurso suelo en los cantones Milagro y Crnl.

Marcelino Maridueña, se utilizó como fuente de información los estudios realizados dentro del proyecto “Generación de Geoinformación para la Gestión del Territorio a Nivel Nacional, escala 1: 25 000” del IEE con la CGSIN, 2009-2013 (IEE et al., 2009c, 2013c).

IEE et al. (2009c, 2013c) señalan que en la información geopedológica se realizó la caracterización de los suelos a nivel de subgrupo taxonómico de acuerdo a las Claves para la Taxonomía de Suelos de la Soil Survey Staff, edición 2006.

3.2.3.1. Clasificación de los suelos La información geopedológica generada contiene datos detallados de las propiedades físicas (textura, drenaje, profundidad efectiva, pedregosidad, nivel freático, régimen de humedad y temperatura del suelo, inundabilidad), y químicas (toxicidad, pH, salinidad, materia orgánica, capacidad de intercambio catiónico CIC, saturación de bases y fertilidad), datos importantes para la realización de la zonificación agroecológica.

Para proporcionar un mejor entendimiento del recurso suelo y de la información cartográfica generada, para la descripción de las características de los suelos, se utilizó el nivel jerárquico de Grandes Grupos taxonómicos de acuerdo a las Claves para la Taxonomía de Suelos (Soil Survey Staff, 2006) (Figura 26).

61

Figura 26 Mapa de Clasificación de Suelos

En el área de estudio los grandes grupos taxonómicos de suelos se encuentran dentro del régimen de temperatura del suelo Isohipertérmico, caracterizado por presentar una temperatura superior a 22 °C, entre los 50 y 100 cm de profundidad, durante todo el año con una variación muy débil.

Estos grandes grupos taxonómicos pertenecen a los órdenes de suelos clasificados como: 

Entisoles, suelos jóvenes o de escaso desarrollo pedogenético (sin horizontes B).



Inceptisoles, son suelos que se caracterizan por tener un incipiente desarrollo pedogenético, o sea de poco desarrollo de los horizontes, formándose horizontes de alteración física y transformaciones químicas, como es el caso del horizonte de diagnóstico denominado B cámbico.



Mollisoles, suelos que se caracterizan por tener un epipedón mólico (horizonte superficial) el mismo que es de color oscuro, con dominancia de

62

saturación de bases, con niveles altos de materia orgánica, y de consistencia y estructura favorables para el desarrollo radicular. 

Vertisoles, los cuales se caracterizan por presentar grietas, caras de deslizamiento

(slickensides)

y

alto

contenido

de

arcilla

2:1

montmorillonitica. 

Alfisoles, se caracterizan por presentar un epipedón ócrico eluvial sobre un horizonte argílico (iluvial) (Bt), en este horizonte se observan cutanes (revestimientos de arcilla) en poros.

De acuerdo a los criterios antes mencionados y a la figura N° 26, dentro de la zona de estudio se encuentran los siguientes tipos de suelo:

Ustifluvents: Entisoles que no tienen un contacto dénsico, lítico o paralítico dentro de los 25 cm de la superficie del suelo mineral, tienen una pendiente menor de 25 por ciento, un decrecimiento irregular en el contenido de carbono orgánico de una profundidad de 25 cm a 125 cm, un régimen de temperatura del suelo Isohipertérmico y un régimen de humedad ústico (Soil Survey Staff, 2006).

Udifluvents: Similar al anterior, excepto que su régimen de humedad es údico (Soil Survey Staff, 2006).

Ustipsamments: Otros Entisoles que tienen menos de 35 por ciento (por volumen) de fragmentos rocosos, una textura de arena francosa fina o más gruesa, en todas las capas y un régimen de humedad ústico (Soil Survey Staff, 2006).

Ustorthents: Entisoles que tienen régimen de humedad ústico (Soil Survey Staff, 2006).

Eutrudepts: Inceptisoles que tienen un régimen de humedad del suelo údico, carbonatos libres dentro del suelo y/o una saturación de bases (por NH4OAc) de 60 por ciento o más en uno o más horizontes, a una profundidad entre 25 y 75 cm a partir de la superficie del suelo mineral o directamente encima de una capa

63

limitante para el desarrollo de raíces, si está a menor profundidad (Soil Survey Staff, 2006).

Dystrudepts: Otros Inceptisoles que tienen un régimen de humedad del suelo údico, sin carbonatos libres dentro de los 200 cm de la superficie del suelo mineral y una saturación de bases (por NH4OAc) de menos de 60 por ciento o más en uno o más horizontes, a una profundidad entre 25 y 75 cm a partir de la superficie del suelo mineral o directamente encima de una capa limitante para el desarrollo de raíces, si está a menor profundidad (Soil Survey Staff, 2006).

Haplustepts: Inceptisoles que tienen un régimen de humedad del suelo ústico, carbonatos libres dentro del suelo y/o una saturación de bases (por NH4OAc) de 60 por ciento o más en uno o más horizontes, a una profundidad entre 25 y 75 cm a partir de la superficie del suelo mineral o directamente encima de una capa limitante para el desarrollo de raíces, si está a menor profundidad (Soil Survey Staff, 2006).

Endoaquepts: Otros Inceptisoles que tienen en una capa encima de un contacto dénsico, lítico o paralítico o en una capa a una profundidad entre 40 y 50 cm a partir de la superficie de un suelo mineral, cualquiera que esté más somero, condiciones ácuicas por algún tiempo en años normales (o artificialmente drenado) y una capa directamente abajo del epipedón, o dentro de los 50 cm de la superficie del suelo mineral, que tiene, sobre las caras de los agregados o en la matriz si los agregados están ausentes, 50 por ciento o más de un chroma que es 2 o menos por la existencia de concentraciones redox (Soil Survey Staff, 2006).

Hapludolls: Mollisoles que tienen un régimen de humedad údico (Soil Survey Staff, 2006) .

Hapluderts: Vertisoles que tienen un régimen de humedad del suelo údico (Soil Survey Staff, 2006).

64

Haplusterts: Otros Vertisoles que, si no se han irrigado durante el año, tienen grietas en años normales con 5 mm o más de anchura, a través de un espesor de 25 cm o más dentro de los 50 cm de la superficie del suelo mineral, por 90 días o más acumulativos por año (régimen de humedad ústico) (Soil Survey Staff, 2006).

Hapludalfs: Alfisoles que tienen un régimen de humedad del suelo údico (Soil Survey Staff, 2006).

3.2.3.2. Propiedades físicas de los suelos

Profundidad Efectiva

La información proporcionada en el mapa geopedológico sobre la profundidad efectiva es la siguiente: 

Muy superficial (Ms): La profundidad efectiva del suelo se mide en centímetros de manera perpendicular a la superficie terrestre, siendo para esta clase de 0 a 10 cm de profundidad.



Superficial (S): La profundidad efectiva del suelo se mide en centímetros de manera perpendicular a la superficie terrestre, siendo para esta clase de 11 a 20 cm de profundidad.



Poco profundo (Pp): La profundidad efectiva del suelo se mide en centímetros de manera perpendicular a la superficie terrestre, siendo para esta clase de 21 a 50 cm de profundidad.



Moderadamente profundo (M): La profundidad efectiva del suelo se mide en centímetros de manera perpendicular a la superficie terrestre, siendo para esta clase de 51 a 100 cm de profundidad.



Profundo (P): La profundidad efectiva del suelo se mide en centímetros de manera perpendicular a la superficie terrestre, siendo para esta clase mayor a 100 cm de profundidad.

65

Textura La información proporcionada en el mapa geopedológico acerca de la textura se puede apreciar en la tabla 4: Tabla 4 Clases y subclases texturales de los suelos Etiqueta Símbolo Descripción Arena A Clase determinada según el triángulo de texturas de suelos, tiene un buen drenaje y se cultivan con facilidad, pero también se secan Areno francoso AF fácilmente y los nutrientes se pierden por lavado.

Franco F Franco arenoso FA Clase determinada según el triángulo de Franco limosos FL texturas de suelos, muestran mayor aptitud Franco arcilloso FY agrícola.

Franco arcillo-arenoso FYA Franco arcillo-limoso FYL Son texturas que dan una sensación harinosa (como polvo del talco). Tienen velocidad de Limoso L infiltración baja, almacenamiento de nutrientes medio.

Arcilloso Y Clase determinada según el triángulo de texturas de suelos, tienden a no drenar bien, Arcillo-arenoso YA se compactan con facilidad y se cultivan con dificultad y, a su vez, presentan una buena Arcillo-limoso YL capacidad de retención de agua y nutrientes.

Clase determinada según el triángulo de Arcilla pesada YP texturas de suelos, esta clase tiene m’as de 60% de arcilla.

Sin suelo Sin Roca, afloramientos rocosos.

Se considera todas las áreas que nos suelos como: centros poblados, ríos dobles o con No aplicable NA características similares a estas al representarlas o cartografiarlas.

Fuente: IEE et al., 2009c, 2013c.

Pedregosidad En el mapa geopedológico la información proporcionada sobre la pedregosidad es la siguiente: 

Sin (S): No posee fragmentos gruesos.



Muy pocas (M): <10% de fragmentos gruesos, y no interfieren con el laboreo.

66



Pocas (P): 10 a 25% de fragmentos gruesos, existe interferencia con el laboreo, es posible el cultivo de plantas de escarda (maíz, plantas con raíces útiles y tubérculos).



Frecuentes (F): 26 a 50% de fragmentos gruesos, existe dificultad para el laboreo, es posible la producción de pasto.



Abundantes (A): 51 a 75% de fragmentos gruesos, no es posible el uso de maquinaria agrícola.



Pedregoso o rocoso (R): >75% de fragmentos gruesos en la superficie, excesivamente pedregoso como para ser cultivado.

Drenaje La información proporcionada en el mapa geopedológico acerca del drenaje es la siguiente: 

Excesivo (E): Eliminación rápida del agua en relación al aporte por la lluvia. Suelos generalmente de texturas gruesas. Normalmente ningún horizonte permanece saturado durante varios días después de un aporte de agua.



Bueno (B): Eliminación fácil del agua de precipitación, aunque no rápidamente. Suelos de textura media a fina. Algunos horizontes pueden permanecer saturados durante unos días después de un aporte de agua.

Sin moteados en los 100 cm superiores o con menos de un 2%. El nivel freático se encuentra a profundidades mayores de 120 cm.



Moderado (M): Eliminación lenta del agua en relación al aporte. Suelos con un amplio intervalo de texturas. Algunos horizontes pueden permanecer saturados durante más de una semana después del aporte de agua. Moteados del 2 al 20% entre 60 y 100 cm. Presencia de una capa de permeabilidad lenta, o un nivel freático alto (60 a 90 cm de profundidad).



Mal drenado (X): Eliminación muy lenta del agua en relación al suministro.

Suelos con un amplio intervalo de texturas. Los horizontes permanecen saturados por agua durante varios meses. Rasgos gléicos (coloraciones oscuras, azulados y verdosos). Problemas de hidromorfismo. Estas características se observan por lo general en zonas deprimidas y con régimen de humedad ácuico. Los moteados se distinguen usualmente

67

desde la superficie. El nivel freático está por lo general cerca de la superficie.

Nivel freático La información proporcionada en el mapa geopedológico sobre la profundidad del nivel freático es la siguiente: 

Muy superficial (Ms): Si el nivel freático se encuentra entre el rango de 0 a 10 cm.



Superficial (S): Si el nivel freático se encuentra entre el rango de 11 a 20 cm.



Poco profundo (Pp): Si el nivel freático se encuentra entre el rango de 21 a 50 cm.



Moderadamente profundo (M): Si el nivel freático se encuentra entre el rango de 51 a 100 cm.



Profundo (P): Si el nivel freático se encuentra mayor a 100 cm de profundidad.

3.2.3.3. Propiedades químicas de los suelos

pH En el mapa geopedológico la información proporcionada sobre el pH es la siguiente: 

Muy ácido (Mac): 0,0 a < 5,0: Condiciones desfavorables para los cultivos; posible toxicidad de Al y Mn; deficiencia de cationes divalentes intercambiables.



Ácido (Ac): 5,0 a 5,5: Necesidad de encalar para la mayoría de los cultivos; deficiencia de P, Ca, K, N, Mg, Mo y N; exceso de Co, Cu, Fe, Mn, Zn. Suelos sin carbonato cálcico. Actividad microbiana escaza.



Medianamente ácido (MeAc): > 5,5 a 6,0: Baja solubilidad del P y regular disponibilidad de Ca y Mg; algunos cultivos como las leguminosas requieren encalamiento.

68



Ligeramente ácido (Lac): > 6,0 a 6,5: Condición adecuada para el crecimiento de la mayoría de los cultivos.



Prácticamente neutro (PN): > 6,5 a 7,5 (Excepto el 7): Buena disponibilidad de Ca y Mg; moderada disponibilidad de P; baja disponibilidad de los microelementos con excepción del Mo.



Neutro (N): 7,0: Condición adecuada para el crecimiento de la mayoría de los cultivos.



Ligeramente alcalino (LAl): > 7,5 a 8,0: Posible exceso de Ca, Mg y carbonatos; baja solubilidad del P y microelementos con excepción del Mo; posible necesidad de tratar el suelo con enmiendas como por ejemplo el yeso. Se inhibe el desarrollo de varios cultivos.



Medianamente alcalino (MAl): > 8,0 a 8,5: Posible exceso de sodio intercambiable; se inhibe el crecimiento de la mayoría de los cultivos; se tiene la necesidad de tratar el suelo con enmiendas.



Alcalino (Al): > 8,5: Exceso de sodio intercambiable (PSI > 15 %); se inhibe el crecimiento de la mayoría de los cultivos; existiendo la necesidad de tratar el suelo con enmiendas. Presencia de MgCO3 en caso de no existir sodio intercambiable. Problemas de clorosis férrica en las plantas por deficiencia de Fe en el suelo.

Salinidad En el mapa geopedológico la información proporcionada sobre la salinidad es la siguiente: 

No salino (NS): < 2,0 dS/m. Nivel de sales que no limitan el rendimiento.



Ligeramente salino (LS): 2,0 a 4,0 dS/m. Nivel de sales ligeramente tóxico con excepción de cultivos tolerantes.



Salino (S): > 4,0 a 8,0 dS/m. Nivel de sales tóxico en mayoría de cultivos.



Muy salino (MS): > 8,0 a 16,0 dS/m. Nivel de sales muy tóxico en los cultivos.



Extremadamente

salino

(ES):

>

extremadamente tóxico en los cultivos.

16,0

dS/m.

Nivel

de

sales

69

3.2.4. Cobertura y Uso Del Suelo La información cartográfica de la cobertura y uso de la tierra de los cantones Milagro y Crnl. Marcelino Maridueña (Figura 27), es la referente del proyecto “Generación de Geoinformación para la Gestión del Territorio a Nivel Nacional, escala 1: 25 000” del IEE con la CGSIN, 2009-2013 (IEE et al., 2009e, 2013d).

Figura 27 Mapa de Cobertura y Uso de la Tierra

IEE et al. (2009d, 2013d), indican que la elaboración del mapa de uso de la tierra del área de estudio se realizó mediante la interpretación visual en pantalla de los mosaicos de ortofotos del Instituto Geográfico Militar (Figuras 28 y 29), a escala 1:30.000. Se realizó una comprobación de campo de todo el área tomando puntos GPS. En cada sitio se levantó información con un formulario de uso y se tomaron fotografías para documentar gráficamente la cobertura vegetal y uso de la tierra de dicho sitio. Luego de la visita de campo se realizó la corrección de los mapas preliminares empleando la información de cada uno de los puntos GPS y las fotografías para determinar el tipo de cobertura y uso de la tierra definitivo.

70

Fuente: IEE et al., 2009d

Figura 28 Mosaico de Ortofotos del cantón Milagro

Fuente: IEE et al., 2013d

Figura 29 Mosaico de imágenes satelitales RapidEye del Cantón Coronel Marcelino Maridueña

71

Las conclusiones de la información cartográfica de Cobertura y Uso de la Tierra, obtenidos en el estudio Generación de Geoinformación para la Gestión del Territorio a Nivel Nacional, escala 1: 25 000”, fueron:

Cantón Milagro (2009) El Cantón Milagro posee una superficie total de 40,298.22 ha cubiertas en su mayoría por cultivos de caña industrial que ocupan aproximadamente la mitad del territorio del cantón con 18,285.11 ha que se ubican al norte, oeste y centro este; el segundo cultivo en importancia es el cacao con 9,361.17 ha ubicadas principalmente al norte este, centro este y sur del territorio cantonal.

Sobresale también las plantaciones de banano con una extensión de 5,910.34 ha respectivamente, distribuidas indistintamente en el centro y sur del cantón; el plátano tiene una superficie de 2,109.17 ha. Estos cinco cultivos descritos cubren una extensión total de 35,665.80 ha lo que representa el 88.50 % de la superficie total del cantón (IEE et al., 2009d).

Es importante indicar que la presencia de cobertura natural compuesta por pasto natural y matorral: es de 28.02 ha que representa apenas el 0.07 % de la superficie total del cantón (IEE et al., 2009e).

Otros cultivos presentes en el cantón son: maíz, arroz, tabaco, soya, piña, plantaciones de flores tropicales, viveros ornamentales, pasto cultivado, con superficies relativamente pequeñas (IEE et al., 2009d).

Cantón Crnl Marcelino Maridueña (2013) El cantón Coronel Marcelino Maridueña posee una superficie total de 25,441.57 ha, ocupadas en su mayoría por el cultivo de caña de azúcar industrial con un 60.03 % (15,271.43 ha). Este cultivo en su totalidad corresponde al Ingenio San Carlos y en una minoría a pequeños y medianos productores que entregan en comodato al ingenio. En segundo lugar está el cultivo de cacao que abarca 2,622.51 ha equivalentes al 10.31 % de la superficie total del cantón, el mismo que se cosecha en baba y es vendido a intermediarios (IEE et al., 2013d).

72

De la superficie total del cantón Coronel Marcelino Maridueña 25, 441.57 ha (9.44 %) comprende seis formaciones vegetales que son: bosques, matorrales, y vegetación herbácea húmeda; y, bosques, matorrales, y vegetación herbácea seca (IEE et al., 2013d).

La formación de cobertura vegetal natural predominante es el bosque húmedo con un 4.50 % del área total de cobertura vegetal natural presente en el cantón, mientras que la de menor representatividad es la vegetación herbácea seca con un 0.07 %; los datos generados sobre la cobertura vegetal natural determinan que en el Cantón Coronel Marcelino Maridueña, se encuentra muy alterada, en su totalidad fragmentada cada vez más sus remanentes y poniendo en peligro de extinción a varias especies de flora y fauna (IEE et al., 2013d).

3.3. PROCEDIMIENTO

3.3.1. Justificación de la metodología aplicada

Existen varias vías y métodos científicos utilizados en el mundo para determinar las bases de la zonificación agroecológica para los cultivos. Sin embargo, el empleo de uno u otro método depende del tipo de cultivo, información existente sobre el mismo, nivel de precisión y efectividad respecto al resultado final en los trabajos de investigación (Suárez, Florido, Soto y Caballero, 2013, p.31).

Suárez et al. (2013), indican que existen estudios que han utilizado como criterio la combinación de parámetros como el balance hídrico, la producción de biomasa y la calidad de suelos. Actualmente son escasos los estudios sobre este tema, dentro de ellos los que han utilizado criterios de decisión ofrecidos por especialistas en ciencias agrícolas, y los que han utilizado una base de datos a partir de la recopilación de la información existente.

73

En Ecuador existe información disponible actualizada e histórica de todas la variables edafoclimáticas en bases de datos, mismas que enlazadas a un sistema de información geográfica y con la metodología a continuación explicada se puede definir investigaciones más avanzadas en zonificaciones agroecológicas, como en el cultivo de caña de azúcar.

La FAO (1997) señala que: “Los parámetros particulares usados en la definición se centran en los requerimientos climáticos y edáficos de los cultivos y en los sistemas de manejo bajo los que éstos se desarrollan” (p.12).

La realización del presente estudio siguió las etapas indicadas en la Figura 30 y detalladas a continuación:

Figura 30 Diagrama del procedimiento para la zonificación agroecológica de caña de azúcar para los cantones Milagro y Crnl. Marcelino Maridueña, 2017.

3.3.2. Selección y Análisis de la información Esta etapa comprendió la recopilación, revisión, análisis y evaluación de toda la información cartográfica, a efectos de analizar sus características y establecer su compatibilidad con las especificaciones técnicas aplicables a los propósitos del presente estudio.

74

La cartografía temática de geomorfología, clima, suelos, capacidad de uso de las tierras, uso de la tierra y sistema productivos de los cantones Milagro y Crnl.

Marcelino Maridueña fue obtenida de la información generada dentro del proyecto “Generación de Geoinformación para la Gestión del Territorio a Nivel Nacional, escala 1: 25 000” del IEE con la CGSIN, 2009-2013 (IEE et al., 2009a – 2009f, 2013a – 2013d).

Además de la cartografía temática referente a clima, se recopiló información complementaria sobre precipitación y temperatura de cada uno de los cantones en estudio, información proveniente del INAMHI.

La información digital estuvo disponible en formato vector, e incluyó los siguientes insumos: 

MILAGRO_GEOMORFOLOGIA



MILAGRO_CLIMA_HIDROLOGÍA



MILAGRO_EDAFOLOGIA



MILAGRO_CAPACIDAD_USO_TIERRA



MILAGRO_USO_TIERRA



MILAGRO_SISTEMAS_PRODUCTIVOS



M_MARIDUENA_GEOMORFOLOGIA



M_MARIDUENA_CLIMA_HIDROLOGÍA



M_MARIDUENA_EDAFOLOGIA



M_MARIDUENA_CAPACIDAD_USO_TIERRA



M_MARIDUENA_USO_TIERRA



M_MARIDUENA_SISTEMAS_PRODUCTIVOS

El estudio utilizó como plataforma de trabajo un sistema de información geográfica (SIG), aplicando el programa ArcGIS 10.1, el cual fue alimentado con la información biofísica disponible referida a suelos, relieve y clima; utilizada y editada de acuerdo a los objetivos de la presente tesis.

75

3.3.3. Requerimientos Edafoclimáticos del cultivo El cultivo de caña de azúcar, fue escogido por haber sido considerado estratégico dentro del Plan Nacional de Reactivación Agropecuaria del Ministerio de Agricultura y Ganadería del Ecuador 2008-2011; en el cual, uno de sus objetivos específicos fue el incrementar nuevas áreas del cultivo de caña en zonas agroecológicas apropiadas (MAG, 2008).

Tabla 5 Requerimientos edafoclimáticos de la caña de azúcar (Saccharum officinarum L.) FACTOR

VARIABLES

ÓPTIMA 500 – 1600 msnm

Altitud CLIMA

Precipitación

1500 – 2200 mm 1250 – 1500 mm 1000 – 1250 mm O

Temperatura Pendiente

Profundidad efectiva Pedregosidad

SUELO Textura superficial

pH

Ondulados

Profundos (>100 cm)

Moderadamente profundos (51 a100 cm)

Poco profundos (21 a 50 cm)

Sin

Muy pocas a pocas

Muy pocas a pocas

Moderado

Excesivo

Franco arcillolimoso (FYL), Limoso (L), Arcilloso (Y), Arcillo-arenoso (YA)

Arenoso (A), Areno francoso (AF)

Arcillo-limoso (YL), Arcilla pesada (YP)

No salino (<2,0 dS/m)

Nivel freático

propiedades

Medianamente ondulados

<20 OC >40% Moderada y fuertemente disectados a escarpados Muy superficiales y superficiales (0-20 cm) Frecuentes, abundantes y pedregosos Mal drenados

5,5 a 7,5

Salinidad

Las

20 – 22 C 25 a 40%

Bueno Franco (F), Franco limoso (FL), Franco arenoso (FA), Franco arcilloso (FY), Franco arcillo-arenoso (FYA)

Profundo

que

fueron

O

O

<1000 mm

22 – 24 C 12 a 25%

24 – 28 C 0 a 12% Planos, casi planos y ligeramente ondulados

Topografía

Drenaje

CLASES DE APTITUD AGROECOLÓGICA MODERADA MARGINAL NO APTA 500 – 1600 0 – 500 msnm >1600 msnm msnm

5,0 a 5,5 <5,5 y >8,0 7,6 a 8,0 Ligeramente Ligeramente Salinos salino salino (>4,0 dS/m) (2,0 a 4,0 dS/m) (2,0 a 4,0 dS/m) Medianamente Muy superficial y Poco profundo profundo superficial 5,5 a 7,5

consideradas

como

los

requerimientos

edafoclimáticos óptimos, tomadas para la zonificación en los catones Milagro y Crnl. Marcelino Maridueña, son: altitud, precipitación óptima, temperatura óptima, pendiente, textura superficial, profundidad efectiva, pH, pedregosidad, drenaje, salinidad y nivel freático (Tabla 5).

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La definición de los requerimientos agroecológicos del cultivo está sustentada principalmente en los datos generados por el Programa Nacional de Regionalización para algunos cultivos en el Ecuador (PRONAREG, 1998), el Manual Técnico Agropecuario (Bustos, 1996) y en el libro “Requerimientos agroecológicos de cultivos” (Ruiz et al., 2013).

3.3.4. Zonificación Agroecológica Para la zonificación agroecológica del cultivo de caña de azúcar en los cantones Milagro y Crnl. Marcelino Maridueña, se aplicó el modelo de integración elaborado por Lasso et al., (2010).

Lasso et al., (2010), señalan en su metodología como operación de trabajo la superposición de mapas, en la que materializaron o fusionaron todos los atributos de los elementos principales que forman parte de los requerimientos edafoclimáticos del cultivo para formar una capa de información con polígonos que contenían información geopedológica y de clima.

Los elementos principales en la generación de la zonificación agroecológica del cultivo fueron: 

Pendiente



Capa edáfica o suelo



Clima 3.3.4.1. Definición del modelo de integración

El diagrama (Figura 31) muestra el modelo de integración definido, resultado del análisis de las investigaciones realizadas de zonificación agroecológica en el país y Latinoamérica.

77

Figura 31 Diagrama de zonificación agroecológica de caña de azúcar para los cantones Milagro y Crnl. Marcelino Maridueña, 2017.

3.3.4.2. Metodología propuesta En la metodología propuesta se procuró dar importancia a la caracterización edafoclimática de las zonas agroecológicas y a su evaluación con respecto a los requerimientos de la caña de azúcar.

La información meteorológica fue empleada para generar las variables climáticas compatibles con los requerimientos de la caña de azúcar. En la metodología se utilizaron los mapas de zonas de temperatura y zonas de precipitación generados por el Instituto Espacial Ecuatoriano y también fueron tomados en consideración información climática actualizada para dicha caracterización.

La caracterización climática de las zonas agroecológicas se realiza por superposición entre los mapas “Zonas de Temperatura” y “Zonas de Precipitación”. Para la caracterización edáfica se realiza la superposición entre el mapa de Geomorfología (pendiente) y el mapa de Geopedología (suelos). Los

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mapas resultantes de las uniones se superponen entre sí, generando un mapa de celdas agroecológicas con características climáticas y edáficas definidas. Las celdas agroecológicas son evaluadas con respecto a los requerimientos edafoclimáticos más óptimos de la caña de azúcar.

El resultado de la zonificación agroecológica consiste en un mapa de zonas agroecológicas aptas para el cultivo de caña de azúcar, la caracterización de las mismas a través de tablas de atributos y la identificación del uso potencial en cada una de las celdas.

3.3.4.2.1. Superposición de mapas Bosque (1992) indica que para tomar una decisión acertada en cualquier campo, se debe contar con una adecuada y suficiente información, y con mayor razón sí se trata del manejo del medio ambiente y de la gerencia de recursos.

Figura 32 Descripción gráfica del Mapa de Caracterización climática

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La caracterización climática del cantón Milagro (Figura 32), se obtuvo realizando una unión entre los mapas “Zonas de Temperatura” y “Zonas de Precipitación”.

Figura 33 Descripción gráfica del Mapa de Caracterización edáfica

La caracterización edáfica del cantón Milagro (Figura 33), se obtuvo realizando una unión entre el mapa de Geomorfología (pendiente) y el mapa de Geopedología (suelos).

El mapa agroecológico del cantón Milagro (Figura 34), se obtiene uniendo los mapas de caracterización climática y de caracterización edáfica, generando un mapa de celdas agroecológicas con características edafoclimáticas definidas.

80

Figura 34 Descripción gráfica del Mapa Agroecológico

De la misma manera, la caracterización climática del cantón Crnl. Marcelino Maridueña (Figura 35), se obtuvo realizando una unión entre los mapas “Zonas de Temperatura” y “Zonas de Precipitación”.

La caracterización edáfica del cantón Crnl. Marcelino Maridueña (Figura 36), se obtuvo realizando una unión entre el mapa de Geomorfología (pendiente) y el mapa de Geopedología (suelos).

81

Figura 35 Descripción gráfica del Mapa de Caracterización climática

Figura 36 Descripción gráfica del Mapa de Caracterización edáfica

82

El mapa agroecológico del cantón Crnl. Marcelino Maridueña (Figura 37), se obtiene uniendo los mapas de caracterización climática y de caracterización edáfica, generando un mapa de celdas agroecológicas con características edafoclimáticas definidas.

Figura 37 Descripción gráfica del Mapa Agroecológico

3.3.4.2.2. Elaboración de la zonificación agroecológica a través de lenguaje estructurado de consulta (SQL) El modelo al ser una función matemática permite a partir de un SQL o lenguaje estructurado de consulta a los atributos del mapa agroecológico, aplicando el programa ArcGIS, generar las zonas agroecológicas óptimas y moderadas para el cultivo de caña de azúcar de acuerdo a los requerimientos agrícolas que tengan las óptimas o mejores condiciones edafoclimáticas naturales para su desarrollo (Figura 38).

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SQL Temperatura SQL Precipitación

SQL Salinidad

SQL

SQL Pendiente

pH Mapa Agroecológico

SQL Pedregosidad

SQL Textura

SQL Profundidad

SQL Drenaje

Figura 38 Ciclo radial de una consulta SQL en el Mapa Agroecológico

Así se genera una tabla producto de la superposición del Mapa de Caracterización Climática con el Mapa de Caracterización Edáfica; en la cual se encuentra en una misma tabla campos con las propiedades físicas y químicas de los suelos, pendiente, precipitación y temperatura.

Ejemplo de una consulta SQL en el cantón Crnl. Marcelino Maridueña para zonas agroecológicas óptimas, para una mejor comprensión: 1) Saber los requerimientos agroecológicos óptimos del cultivo 2) Se realiza una consulta SQL para el rango de pendiente de 0 a 12%, es decir pendientes planas, muy suaves, suaves y medias

De aquí en adelante se utilizó el método Select from current selection, seleccionando: 

La profundidad efectiva “PROFUNDO” ya que esta es mayor a 100 cm



La pedregosidad “SIN”



El drenaje “BUENO”

84



Las texturas superficiales: FRANCO (F), FRANCO LIMOSO (FL), FRANCO ARENOSO (FA), FRANCO ARCILLOSO (FY), FRANCO ARCILLOARENOSO (FYA)



El rango de pH de 5,5 a 7,5, es decir pH MEDIANAMENTE ÁCIDO, LIGERAMENTE ÁCIDO, NEUTRO y PRÁCTICAMENTE NEUTRO



En salinidad se selecciona “NO SALINO” ya que esta es menor a 2,0 dS/m



En nivel freático se escoge “PROFUNDO”



A continuación se selecciona la precipitación entre 1500 y 2200 mm, es decir: "ipp" >= 1500 AND "spp" <= 2200



Por último, se escoge la temperatura entre 24OC y 28OC, es decir: "itm" >= 24 AND "stm" <= 28

Una vez realizada la consulta SQL de los requerimientos agroecológicos de la caña de azúcar, se llena un campo donde se coloca la clase de aptitud agroecológica que cumple con todos los requerimientos edafoclimáticos, en este caso es la “óptima”

Como resultado final se obtiene las áreas representadas en mapas por clase de aptitud agroecológica (Figura 39).

Figura 39 Área seleccionada como la más óptima para el cultivo de caña de azúcar en el cantón Crnl. Marcelino Maridueña.

85

Otro ejemplo de una consulta SQL para definir las zonas agroecológicas óptimas, fue la siguiente: ("pendiente" = 'PLANA (0 - 2%)' OR "pendiente" = 'MUY SUAVE (> 2 - 5 %)') AND "pef_etiq" = 'PROFUNDO' AND "ped_etiq" = 'SIN' AND "dna_etiq" = 'BUENO' AND ("tsu_etiq" = 'FRANCO' OR "tsu_etiq" = 'FRANCO LIMOSO' OR "tsu_etiq" = 'FRANCO ARENOSO' OR "tsu_etiq" = 'FRANCO ARCILLOSO' OR "tsu_etiq" = 'FRANCO ARCILLO-ARENOSO') AND ( "phs_etiq" = 'MEDIANAMENTE ACIDO' OR "phs_etiq" = 'NEUTRO' OR "phs_etiq" = 'PRACTICAMENTE NEUTRO' OR "phs_etiq" = 'LIGERAMENTE ACIDO') AND "sal_etiq" = 'NO SALINO' AND ("pnf_etiq" = 'SIN EVIDENCIA' OR "pnf_etiq" = 'PROFUNDO') AND ("rpp" = '15001600' OR "rpp" = '1600-1700' OR "rpp" = '1700-1800' OR "rpp" = '1800-1900' OR "rpp" = '1900-2000' OR "rpp" = '2000-2100' OR "rpp" = '2100-2200') AND ( "rtm" = '24-25' OR "rtm" = '25-26' OR "rtm" = '26-27')

Este modelo nos permite tener un mejor control al definir las áreas, puesto que, limita la selección en función de los requerimientos del cultivo a zonificar.

Igual procedimiento se realizó para cada clase de aptitud agroecológica del cultivo de caña de azúcar en el cantón Milagro.

3.3.4.2.3. Elaboración de la zonificación agroecológica a través de ModelBuilder Se realizó un ModelBuilder (Figura 40) para generar la zonificación agroecológica para el cultivo de caña de azúcar de una manera más automatizada; siempre y cuando se tome en consideración los requerimientos agroecológicos propios del cultivo.

El gráfico nos indica el ModelBuilder para la zonificación agroecológica del cultivo de caña de azúcar; el mismo que puede ser utilizado en cualquier otro tipo de cultivo, solo se debe cambiar los requerimientos agroecológicos intrínsecos para cada tipo de cultivo.

Figura 40 ModelBuilder para la zonificación del cultivo de caña de azúcar.

4. RESULTADOS Tras realizar la zonificación agroecológica para el cultivo de la caña de azúcar, se obtuvieron los siguientes resultados:

4.1. ZONAS AGROECOLÓGICAS

Figura 41 Zonificación agroecológica de la caña de azúcar

En las Figuras 41, 42 y 43, se puede observar los resultados de la zonificación agroecológica de la caña de azúcar, a partir de las variables biofísicas, climáticas y sus respectivos rangos, indicando que: 

Las zonas óptimas para el cultivo representan 4 208 ha, que representan al 6.38% del total de la superficie de los dos cantones. El cantón en donde se encuentra el mayor porcentaje de superficie óptima, con respecto al total de las mismas es Milagro con el 10.11% (4 100 ha). Los suelos dominantes de esta zona son los Ustifluvents (Entisoles) con el 61.29%, los cuales

88

presentan las siguientes características: texturas franco arcillosas en la superficie y franco arenosas a profundidad, con buen drenaje, sin pedregosidad, profundos, pH prácticamente neutro, no salinos y sin presencia de nivel freático. Estas zonas se encuentran en las superficies de cono de esparcimiento con pendientes muy suaves (>2 – 5%). 

Las zonas con clase de aptitud agroecológica moderada para el cultivo representan 17 841 ha, que representan al 27.03% del total de la superficie de los dos cantones. El cantón en donde se encuentra el mayor porcentaje de superficie moderada, con respecto al total de las mismas es Milagro con el 42.84% (17 376 ha). Los suelos dominantes de esta zona son los Haplustepts (Inceptisoles) con el 36.22%, los cuales presentan las siguientes características: texturas franco arcillo-limosas en la superficie y franco arenosas a profundidad, con moderado drenaje, sin pedregosidad, moderadamente profundos, pH prácticamente neutro, no salinos y sin presencia de nivel freático. Estas zonas se encuentran en las formas de relieve llamadas niveles ligeramente ondulados con pendientes muy suaves (>2 – 5%).



Las zonas marginales para el cultivo representan 23 944 ha, que representan al 36.28% del total de la superficie de los dos cantones. El cantón en donde se encuentra el mayor porcentaje de superficie marginal, con respecto al total de las mismas es Crnl. Marcelino Maridueña con el 75.38% (19 175 ha). Los suelos dominantes de esta zona son los Haplustepts (Inceptisoles) con el 48.17%, los cuales presentan las siguientes características: texturas franco arcillosas a franco arcillo-limosas en la superficie y de franco arenosas, franco arcillosas a arcillosas a profundidad, con drenaje de bueno a moderado, con pocas o sin pedregosidad, de poco a moderadamente profundos, pH de ligeramente ácido, prácticamente neutro a neutro, no salinos y sin presencia de nivel freático. Estas zonas se encuentran en las superficies de cono de esparcimiento y los niveles ligeramente ondulados con pendientes desde planas (0 – 2%) hasta muy suaves (>2 – 5%).



Las zonas que no tienen aptitud agroecológica para el cultivo representan 16 072 ha, que representan al 24.35% del total de la superficie de los dos

89

cantones. El cantón en donde se encuentra el mayor porcentaje de superficie no apta, con respecto al total de las mismas es Milagro con el 30.04% (12 187 ha). Los suelos dominantes de esta zona son los Eutrudepts (Inceptisoles) con el 73.13%, los cuales presentan las siguientes características: texturas desde franco arcillosas, franco arcillolimosas a arcillo-limosas en la superficie y desde franco arenosas, franco arcillosas, franco arcillo-limosas a arcillo-limosas a profundidad, con moderado y mal drenaje, sin pedregosidad, desde poco profundos a profundos, pH desde prácticamente neutro, neutro, medianamente alcalino a ligeramente alcalino, no salinos y con o sin presencia de nivel freático.

Estas zonas se encuentran en las formas de relieve llamadas niveles ligeramente ondulados y diques o bancos aluviales con pendientes desde planas (0 – 2%) hasta muy suaves (>2 – 5%).

Figura 42 Zonificación agroecológica de la caña de azúcar en el cantón Milagro

90

Figura 43 Zonificación agroecológica de la caña de azúcar en el cantón Crnl. Marcelino Maridueña

4.2. ZONAS AGROECOLÓGICAS VS. COBERTURA Y USO DE LA TIERRA De acuerdo al mapa de Cobertura y Uso de la tierra, 33 522 ha que corresponden al 50.79% del total de la superficie de los dos cantones, se hallan cubiertas con cultivos de caña de azúcar. El cantón en donde se encuentra el mayor porcentaje de superficie, es Milagro con el 54.44%.

De la comparación entre el mapa de Cobertura y Uso de la Tierra y el mapa de Zonificación agroecológica, se pueden identificar las siguientes discrepancias: 

Las zonas óptimas (Figura 44) para el cultivo son 4 208 ha, de las cuales, sólo 1 767 ha se hallan actualmente con caña de azúcar. El cantón en donde se encuentra el mayor porcentaje de superficie óptimamente cultivada, con respecto al total de las mismas es Milagro con el 9.21% (1 674 ha).

91

Figura 44 Zonas agroecológicas óptimas vs. Uso actual de caña de azúcar



Las zonas con clase de aptitud agroecológica moderada (Figura 45) para el cultivo son 17 841 ha, de las cuales, sólo 9 993 ha se hallan actualmente con caña de azúcar. En el cantón Milagro se encuentra el mayor porcentaje de superficie moderadamente cultivada, con respecto al total de las mismas, con el 54.07% (9 830 ha).

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Figura 45 Zonas agroecológicas moderadas vs. Uso actual de caña de azúcar



Las zonas denominadas marginales (Figura 46) para el cultivo de caña de azúcar son 23 944 ha, de las cuales, el 58.54% (14 016 ha) se hallan actualmente con caña de azúcar. El cantón en donde se encuentra el mayor porcentaje de superficie marginalmente cultivada, con respecto al total de las mismas es Crnl. Marcelino Maridueña con el 79.98% (12 270 ha).

93

Figura 46 Zonas agroecológicas marginales vs. Uso actual de caña de azúcar



Las zonas determinadas no aptas agroecológicamente (Figura 47) para el cultivo de caña de azúcar son 16 072 ha, en estas tierras se evidenció que 7 501 ha se hallan actualmente utilizadas para el cultivo de caña de azúcar.

En el cantón Milagro se encuentra el mayor porcentaje de superficie cultivada en tierras no aptas para el mismo, con respecto al total de las mismas, con el 27.12% (4 930 ha). Decisiones del uso del suelo que han sido basadas en consideraciones económicas, sin tomar en cuenta el uso potencial o vocacional de la tierra.

94

Figura 47 Zonas agroecológicas No aptas vs. Uso actual de caña de azúcar

4.3. DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS En el país son pocos los estudios relacionados a la zonificación agroecológica de cultivos, esto debido a la poca investigación en el área agronómica y a la falta de información cartográfica temática actualizada y disponible. Sin embargo, actualmente gracias a la cartografía temática de los últimos años (2009-2015) empiezan ya a realizarse algunos estudios de zonificación, mismos que han servido de base para mejorar la metodología y obtener los resultados esperados.

Lucero (2013) presenta un trabajo muy parecido a este estudio, sin embargo, el obtener insumos de cartografía temática actualizados ha permitido la definición más detalladamente de las zonas agroecológicas. Al contar con información muy parecida de estudios sobre zonificación agroecológica, se prefiere analizar los resultados obtenidos en el estudio con la información existente sobre los Conflictos de Uso de las Tierras de los cantones Milagro y Crnl. Marcelino Maridueña (Figura 48), referente del artículo científico “Los conflictos de uso de

95

las tierras en Ecuador”, presentados en el XXI Congreso Latinoamericano y XV Congreso Ecuatoriano de la Ciencia del Suelo por el Programa Sistema Nacional de Información y Gestión de Tierras Rurales e Infraestructura Tecnológica – SIGTIERRAS (2016), base de la presente discusión de resultados.

Los conflictos del uso de la tierra tienen como objetivo definir, delimitar y cuantificar las áreas donde la cobertura y el uso establecidos no están acordes con la capacidad de uso de la tierra.

De esta manera se pueden establecer las zonas del área de estudio que por su uso inadecuado en tierras de alta fragilidad generan degradación de las tierras (sobreutilización) o por el contrario, las tierras que actualmente están desaprovechadas con usos poco intensivos, en comparación con su mayor potencial de producción (subutilización) (SIGTIERRAS, 2016).

Figura 48 Conflictos de Uso de la Tierra

Teniendo en cuenta lo anterior, el análisis de los conflictos de uso de las tierras se llevó a cabo sobre el área total de tierras intensa o parcialmente intervenidas con

96

usos productivos y extractivos que ascienden al 92% del área de estudio, correspondiente aproximadamente a 60 562 ha. 

Tierras con uso adecuado o sin conflicto

Del área total o parcialmente intervenida, el 64.82% (39,256.95 ha) no presenta conflictos de uso, dado que el uso actual corresponde con la clase de capacidad y uso principal recomendado, o éste se relaciona con un uso compatible al principal, el cual fue definido de acuerdo con las características agroecológicas de las tierras.

Es de resaltar que, del nivel total de tierras con uso adecuado o sin conflictos, el 99.21% se asocia a usos agrícolas en tierras con vocación agrícola, principalmente con cultivos semipermanentes (caña de azúcar); el restante (0.79%) está asociada a tierras con vocación pecuaria en usos pecuarios bovinos extensivos. 

Tierras en conflicto de uso por subutilización

En el área de estudio, el 16.19% de la superficie total correspondiente a 10 688.60 ha presenta algún grado de subutilización; al relacionar esta área con el total de tierras intervenidas, equivale al 17.65%.

Resultados que se manifiestan al confrontar la capacidad de uso de las tierras frente al uso actual. En ella el 100% del área corresponde a tierras con vocación agrícola para cultivos de ciclo corto y semipermanentes; en discrepancia, se evidencia la predominancia de tierras con coberturas de cultivos permanentes, que alcanzan el 80% del área total de la zona de estudio y apenas un 11% en usos pecuarios. Al comparar los datos, se evidencia que las tierras con vocaciones agrícolas para ciclo corto o semipermanente se encuentran en actividades agrícolas de cultivos permanentes (8,562.68 ha). 

Tierras en conflicto de uso por sobreutilización

En el área de estudio, el 17.53% del área parcial e intensamente alterada presenta conflictos por sobreutilización con algún grado de intensidad, lo cual

97

equivale a 10 617 ha. En estas áreas el uso actual de los recursos no se ajusta a las limitaciones impuestas por la naturaleza, las tierras sobreutilizadas en grado moderado participan con el 41% relativo del área total sobreutilizada, lo que en ha se traduce en 6 284 en alto riesgo de sufrir degradación o pérdida de sus cualidades y, por ende, de la capacidad para cumplir funciones ecológicas y sociales. Las tierras con sobreutilización ligera cubren una extensión de 4 333 ha, correspondientes al 6.57% del área intervenida.

Aproximadamente el 98% de tierras en conflicto por sobreutilización se asocian con la presencia de actividades agrícolas en tierras con vocación para uso pecuario (pastos).

Otras discusiones La metodología usada en el presente trabajo mostró que el recurso suelo es el factor ambiental que más limita el potencial productivo del cultivo de caña de azúcar, principalmente en el Cantón Crnl. Marcelino Maridueña. Esto debido a la presencia de elementos gruesos que afectan la profundidad efectiva del suelo y limita las labores agrícolas afectando su productividad.

El modelo de zonificación agroecológico propuesto corresponde al análisis de bases de datos del año 2009 para Milagro y 2013 para Crnl. Marcelino Maridueña, en estos últimos años es posible que ciertos criterios hayan cambiado y pueden causar modificación a la propuesta, sobre todo en la información de suelos.

Ciertas características físicas como la cantidad de elementos gruesos o la profundidad efectiva pueden ser recalificadas, o cambios conceptuales en la metodología de la cartografía de síntesis que de esta se deriva como la Capacidad de Uso de las Tierras.

La ventaja en la utilización de la metodología propuesta está en la superposición de mapas cuyo resultado es una capa temática que integra tanto los aspectos geométricos (elementos espaciales) como la información descriptiva de los mismos manteniendo las características propias de cada una.

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5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 5.1. CONCLUSIONES Las principales conclusiones derivadas del estudio son las siguientes:

De los requerimientos agroecológicos para el cultivo de caña de azúcar se destacan, dentro de los más importantes, la temperatura y la precipitación, registradas para las zonas aptas (óptimas y moderadas) entre 22 y 28ºC y de 1 250 a 2 200 mm media anual, respectivamente.

Los factores edafoclimáticos son los de mayor influencia para definir la ubicación del cultivo de caña de azúcar y constituyen los principales elementos para determinar las bases de la zonificación agroecológica.

Dentro del área de estudio se determinó cuatro clases de aptitud agroecológica para el cultivo de caña de azúcar: 6.38% de zona óptima que representan 4 208 ha; 27.03% de zona moderada que representan 17 841 ha; 36.28% de zona marginal que nos representan 23 944 ha; y 24.35% de zona no apta que representan 16 072 ha. Es posible detectar en el análisis de las zonas agroecológicas principalmente en el cantón Crnl. Marcelino Maridueña, lugares marginales cercanos a las zonas óptimas que pudiesen llegar a ser potenciales si se diera un mejor manejo de los suelos.

De la zonificación agroecológica realizada, el cantón con la mayor superficie de zonas aptas es Milagro con 4 100 ha para zonas óptimas y 17 376 ha para zonas moderadas. El cantón Crnl. Marcelino Maridueña tiene la mayor superficie de zonas con aptitud agroecológica marginal con 19 175 ha.

De la comparación entre el mapa de Cobertura y Uso de la Tierra y el mapa de Zonificación agroecológica, las 33 522 ha de cultivo de caña de azúcar: 1 767 ha se hallan en zonas óptimas, 9 993 ha se encuentran en zonas moderadas, 14 016

99

ha en zonas marginal, y 7 501 ha se encuentran en tierras determinadas como zonas no aptas agroecológicamente.

Dentro del área de estudio, el cantón con la mayor superficie de cultivos de caña de azúcar en zonas aptas (óptimas y moderadas) es Milagro con 11 500 ha, zonas donde la productividad de este cultivo se encuentra dentro del rango óptimo. Al contrario, el cantón Crnl. Marcelino Maridueña tiene la mayor superficie de área cultivada en zonas con aptitud agroecológica marginal con 12 270 ha, zonas en las cuales a pesar de no tener las condiciones naturales óptimas han llegado a obtener rendimientos competitivos gracias al sistema de producción empresarial con inversión y aplicación de buenas tecnologías.

En los conflictos de uso de la tierra, 60 562 ha del área de estudio se hallan en tierras con intensa o parcialmente intervención. De estas tierras: 39 257 ha se encuentran con uso adecuado o sin conflictos asociados principalmente al cultivo semipermanente de la caña de azúcar; también existen 10 689 ha que presentan algún grado de subutilización por ser tierras con vocación agrícola para cultivos de ciclo corto y semipermanentes y se encuentran ocupadas con cultivos permanentes;

finalmente

10

616

ha

presentan

conflictos

de

uso

por

sobreutilización con algún grado de intensidad, asociadas con la presencia de actividades agrícolas en tierras con vocación para uso pecuario (pastos).

La conclusión final del estudio hace referencia a la proyección, alcance y utilización de los resultados obtenidos, en reformular políticas, reglamentaciones y planificaciones del territorio que indudablemente permitirán a las autoridades competentes una toma de decisiones más acertada y objetiva a nivel local, como: inversión en tecnología, sistemas de riego, uso de variedades mejoradas, así como también la articulación a mercados estables y con precios justos.

100

5.2. RECOMENDACIONES

Los municipios cantonales deberían tomar en cuenta la zonificación agroecológica como una herramienta para la gestión de los recursos naturales y realizar estudios posteriores en los que se consideren aspectos tales como: indicadores de la biodiversidad, uso actual del suelo (a la fecha), incidencia de plagas y enfermedades, densidad de la población y tenencia tradicional de la tierra.

Lo ideal es mantener actualizada la información edafoclimática, de forma que se solidifique la base de datos y sea útil para posteriores investigaciones.

Es importante difundir el estudio realizado, con fines de optimización de los recursos sobre todo en aquellas áreas restantes de las áreas óptimas y moderadas que no están con cultivos de caña de azúcar. Podría ser mediante asesoramiento técnico a los agricultores para que siembren los cultivos aptos en aquellas zonas.

Al incorporar nuevas capas o clases de información permitirá plantear una serie de extensiones al trabajo ya realizado. Por ejemplo, información de la infraestructura de apoyo a la producción existente, con la finalidad de caracterizar de una forma más específica las zonas productivas.

Es prioritario utilizar la información detallada y actualizada tanto de catastro como de cartografía temática puesto que permitirán obtener resultados y gestiones más objetivas sobre el territorio. Por ejemplo, para implementar estudios de investigación con énfasis a la reconversión de tierras menos favorables para el cultivo de caña de azúcar.

101

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