Jairo Termodinamica

CAPITULO IV SOL, TERMODINAMICA Y AGRICULTURA SAN JOSE, SEPTIEMBRE 1994 JAIRO RESTREPO RIVERA INGENIERO AGRONOMO "L

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CAPITULO IV

SOL, TERMODINAMICA Y AGRICULTURA

SAN JOSE, SEPTIEMBRE 1994

JAIRO RESTREPO RIVERA

INGENIERO AGRONOMO

"La agricultura es el arte de cultivar el sol" Proverbio chino VARIACION DE LA RADIACION RECIBIDA ANUALMENTE En cualquier punto de la tierra, la cantidad diaria de calor recibida por centímetro cuadrado del suelo horizontal, tiene variaciones según la época del año, debido a que: a.

b.

c.

Los rayos solares llegan a la superficie de la tierra con diferentes inclinaciones, según la época del año. La duración del día es diferente según las épocas del año (son excepciones los puntos situados sobre el Ecuador, donde el día astronómico siempre dura 12 horas). Los días son más largos, cuando los rayos solares son más perpendiculares.

La tierra también produce radiaciones térmicas. La atmósfera absorbe esta radiación, aumentando la temperatura e irradiando el calor hacia la tierra y el espacio sideral. Este es el principio del efecto invernadero. Las radiaciones térmicas de la atmósfera que llegan a la superficie terrestre amortiguan el enfriamiento de la tierra especialmente durante la noche. Este fenómeno se le conoce como amparo térmico de la atmósfera y es muy importante para el desarrollo de la agricultura. Merced a él se logran evitar las heladas.

Si la superficie de la tierra fuera uniforme y constituida de un solo material, sin accidentes orográficos, entonces el clima, dependería únicamente de la inclinación de los rayos solares y de la duración del día, estos dos factores son determinados por la latitud y constituyen lo que se le denomina de clima solar. En consecuencia, en dicha tierra hipotética, todos los puntos situados sobre un mismo paralelo presentarían el mismo clima. CLASIFICACION DEL CLIMA SOLAR Los climas solares terrestres se clasifican en tres grandes categorías: Clima solar polar (entre el círculo polar, 66 grados y 33 minutos, y el polo); Clima solar templado (entre los trópicos, 23 grados y 27 minutos, y el círculo polar); Clima solar tórrido (entre los dos trópicos, 23 grados y 27 minutos norte y sur). Para estudiar o desarrollar la agricultura, en forma termodinámicamente equilibrada, en diferentes ambientes caracterizados por latitudes y altitudes diferentes, las primeras variantes a ser consideradas son la cantidad y la calidad de sol que se tiene en el lugar geográfico y en el lugar de nuestra elección. Es importante comparar lo que sucede en los dos hemisferios terrestres. Por ejemplo, en las regiones de Eurasia y América del Norte, tenemos el desarrollo de un clima solar templado y en otras

regiones como América Latina y Oceanía tenemos el desarrollo de un clima solar tórrido. La agricultura evolucionó en las áreas templadas y en las áreas tórridas de acuerdo a las características ambientales de estas regiones. Contradictoriamente, el modelo de agricultura que tenemos hoy implantado en nuestras regiones tropicales (de clima solar tórrido) es el de una agricultura de clima templado. El agricultor de las áreas templadas cuando emigró para las áreas tórridas llevó con él su acervo etnológico. En su lugar de origen este agricultor necesitaba a través del arado aumentar la cantidad de calor en el suelo. Así con la práctica cultural de invertir la capa superficial más caliente del suelo después del invierno, el agricultor buscaba calentar mas rápidamente la superficie de la tierra y al mismo tiempo que intentaba airearla para mejorar las condiciones de oxidación y la reactivación de la vida microbiológica en el suelo. A esta práctica se le denominó "arar" y fue introducida en las zonas de clima solar tórrido erradamente pese a lo cual continúa hasta hoy. Nuestra agricultura en los trópicos no debería jamás calentar u oxidar químicamente el suelo, dado que las temperaturas medidas en los suelos tropicales, fácilmente alcanzan hasta de 70 grados centígrados. Por el contrario, deberíamos darle al suelo condiciones para enfriarlo, reducirlo químicamente y retardar o disminuir las reacciones químicas y bioquímicas. Para la comprensión del origen de estos fenómenos en la agricultura, es adecuado iniciar una serie de comparaciones entre los diferentes factores actuantes en las zonas de clima templado y tórrido. Así tenemos que:

a)

b)

c)

la formación de biomasa en las zonas de clima templado es pequeña comparándola con la inmensa formación de biomasa en la zona de clima tórrido. La deposición de esta biomasa en la zona templada es pequeña y en la zona tórrida, es grande. La acumulación de la materia orgánica es total en la zona templada mientras que en la zona tórrida es nulo. Este fenómeno, se da porque, bajo el prisma de la descomposición ella es lenta en la zona templada y muy rápida en los suelos tropicales.

Como corolario de lo expuesto puede sostenerse que la agricultura de la zona tórrida tiene principios antagónicos a la agricultura que se desarrolla en la zona templada. Sin embargo, pese a que los fenómenos descritos, son primarios en la agricultura configurando un conjunto de informaciones básicas, éstas son olvidadas. Pero en lo relatado hasta ahora no terminan las diferencias, veamos que: •

Los suelos de la zona templada tienen rocas madres de origen básico (calcáreas); y los suelos de las zonas tórridas son ácidos, a pesar de estar formados por rocas ultrabásicas.



La arcilla de los suelos de las zonas templadas tiene una alta capacidad de intercambio catiónico, mientras que en las arcillas de los suelos de clima tórrido esta capacidad es baja.



Los suelos formados en las zonas templadas son de características rasas, contraponiéndose a los suelos profundos en las zonas tórridas.



Los primeros son ricos en minerales, los segundos son pobres.

Acabada esta evaluación preliminar de la situación geográfica - climática, es importante, antes de continuar con las comparaciones, interpretar la importancia de cada uno de los factores antagónicos dentro de un enfoque holístico e integral. De esta forma es necesario evaluar en las zonas de clima templado la poca deposición de materia orgánica, su acumulación y su lenta descomposición, produciendo sustancias húmicas, de alta estabilidad, comparándolas con la gran formación y deposición de biomasa, sin ninguna acumulación en los suelos tropicales y con la producción de ácidos poliurónicos, fácilmente oxidables, donde extrapolando para el campo de la química tenemos la relación del fenómeno que se denomina de reducción - oxidación. También en los dos tipos de suelos hay una característica genética establecida con respecto al almacenamiento de agua. Donde la acumulación puede ser en la relación de grande para pequeña. Estas características son frutos de la evolución genética del suelo (ecuación de Jenner), donde el clima es un fuerte componente. En las zonas templadas, con sus regímenes específicos de radiación y pluviométrico, no hay erosión hídrica, desestructuración y compactación del suelo. Aquí en las zonas de clima tórrido, hay un régimen específico, diferente del que ocurre en las zonas templadas. De esta forma asistimos a la erosión hídrica, la desestructuración y compactación del suelo. Retomando el argumento central de nuestra postura: la radiación solar como un

factor crítico para la producción agrícola en las zonas de clima templado, deben obedecer programas de producción de forma sistemática por cosechas en determinados períodos donde la producción sea posible. Ya esta misma producción agrícola en las zonas de clima tórrido debe ser continua en función de las muchas posibilidades que el clima ofrece. Mientras que la agricultura en las zonas templadas es de cultivos simples o combinados (especializada en el monocultivo); en las zonas tórridas la agricultura debe ser compuesta (altamente diversificada). El paisaje que brinda la agricultura en los climas templados es monótono, aun cuando, tecnológicamente, se efectúen cultivos combinados en franjas; en las zonas tórridas los cultivos, la flora y la fauna son exuberantes en función de la riqueza climática. Desde el punto de vista de la agricultura, el equilibrio termodinámico necesario para producir una planta en las zonas templadas o tórridas, es el mismo. La diferencia significativa es que, cuando un factor es menor en una de ellas, él deberá tener una velocidad tal, que sea la apropiada para cumplir la relación del proceso. Por ejemplo, en las áreas de las zonas de clima templado hay poca deposición (efecto estático), sin embargo, hay mucha acumulación de materia orgánica (efecto dinámico). En contrapartida, en las áreas de clima tórrido hay mucha deposición de material orgánico (efecto dinámico) y poca acumulación de materia orgánica (efecto estático). La relación termodinámica, dinámica/estática es perfectamente aplicable y es de esta forma que debería ser cuestionada la agricultura en los dos hemisferios terrestres. Cada uno tiene sus peculiaridades y su propia identidad. Es

muy común afirmar en las escuelas de agronomía, institutos de investigación y experimentación, oficiales y privados, que los suelos de la zona de clima solar tórrido son pobres, y que los suelos de las zonas templadas son ricos, esto no se ajusta a la realidad. En la verdad los suelos de las zonas templadas son ricos en bases intercambiables de forma estática, mientras que los suelos de zonas tórridas son "ricos" de forma dinámica de las mismas bases. De esta forma se entiende que es posible hacer las mismas ecuaciones termodinámicas para producir la misma planta, pero con velocidades de reacciones en sentidos antagónicos o en intensidades diferentes, buscando el mantenimiento del equilibrio termodinámico. Observando que el suelo raso, rico y estático de la zona templada es lo contrario del suelo profundo "pobre" y dinámico de la zona tórrida, podemos hacer una representación sobre el eje de las abcisas y ordenadas cartesianas. Los suelos de la zona templada se desarrollarán sobre el eje de las abcisas, X; mientras que los suelos de la zona tórrida se desarrollarán en el sentido del eje de las ordenadas, Y. Finalmente, esto significa un suelo de zonas templadas visualizado como horizontal y un suelo de zonas tórridas visto como vertical. Todas las prácticas de agricultura en los trópicos deben tener en consideración todas estas características termodinámicas, que son las que le dan la sostenibilidad a las prácticas locales, de lo contrario entrarán en constante conflicto termodinámico con el suelo, su formación genética y equilibrio. El agricultor ecológico, dentro de una propiedad ubicada dentro de la zona de clima templado, busca dinamizar los parámetros estáticos, para obtener una

mayor producción. Él percibe que hay una competencia por la luz solar, luego, buscará proteger sus cultivos manteniéndolos libres de esa competición, de forma de ser capaz de impedir el calentamiento del suelo y el crecimiento más rápido de su cultivo. Lo mismo sucede, con relación al agua y con los demás factores edáficos. Se ve entonces que el buen manejo de las mal llamadas malezas (buenazas) es imprescindible en las zonas de clima templado. Otro aspecto que se debe destacar en las zonas de clima templado, es que el agricultor está "obligado" culturalmente a integrar la cría de animales con los cultivos para así poder obtener y transformar el insumo básico, el estiércol, el cual este forma dinamiza la poca descomposición de su materia orgánica en el campo. Como ya vimos anteriormente, esta materia orgánica es altamente estable, y ella nuevamente lo dinamiza, a través de reacciones de fermentación microbiológica (compost), volviéndolo asimilable por la vida agregada y dinamizada al suelo; esto no sólo se verifica por la incorporación de la materia orgánica, sino también por la oxidación química del proceso aeróbico, que pasa a liberar más calor y a producir reacciones bioquímicas más veloces. La cobertura muerta (mulch) es una práctica de las zonas de clima solar templado, que tiene como objetivo impedir la competición de las plantas por la radiación solar, agua y otros factores. En las zonas de clima solar tórrido, esta misma cobertura muerta protege el suelo de las temperaturas excesivas, protege del calor la vida e impide todas las reacciones generadas por la elevación de la temperatura en él. Es importante resaltar que solamente existe una agricultura en las zonas templadas y

tiene su base fundamental en la dinámica del sol, mientras que la agricultura en las zonas tórridas está fundamentada en la dinámica del suelo y de la vida. Si los agricultores de la zona solar templada hacen rotaciones geográficas de cultivos, aquí sólo pueden hacerse rotaciones estáticas de estratos espaciales y coberturas en diferentes niveles del suelo. Por estos motivos, es esencial que el hombre se sitúe plenamente en su espacio geográfico y sea un agricultor culturalmente identificado con su ambiente y no un mero tractorista o aplicador de insumos (venenos y fertilizantes solubles). Si se piensa en lo dicho, resulta más fácil entender el porqué de las críticas, denuncias y protestas cuando se hacen recomendaciones de uso de abonos solubles en la agricultura tropical. Recordemos que en estas zonas es donde caen más de mil milímetros de lluvias por año y el suelo es profundo, no teniendo la capacidad de almacenamiento, lo que lava y arrastra lo grueso de estos fertilizantes con la erosión hídrica, provocando nefastas consecuencias. Finalmente, criticamos el uso de productos e insumos de alta solubilidad o de reacción espontánea, porque ellos no entran en el proceso del cultivo para enriquecerlo dinámicamente, por lo contrario, lo alteran estáticamente, de forma violenta, con un choque energético; que se pierde algunas semanas después, creando una agricultura viciada, con daños y consecuencias sin imaginación. EPILOGO Por más primarios que seamos, ¡no podemos pensar en la tierra con vida sin el sol!

Filosóficamente, tener y ser, son dos relaciones de un mismo poder termodinámico. La tierra es el tener (utilitario). El sol es el ser (esencia). Dicho de otra forma: "LA TIERRA ES UN CUERPO Y EL SOL ES SU ALMA". Nota: Este pequeño aporte de la termodinámica y la agricultura, es el resultado de la cuarta clase del curso de agricultura ecológica que recibí por parte del maestro Juquira Candiru en Brasil.