La variabilidad es la única garantía en lo que respecta a las lluvias del Sahel, la zona de transición entre el árido desierto del Sahara y la sabana más húmeda del sur. Las lluvias suelen llegar tarde y, a veces, apenas llegan.
Esto puede provocar pérdidas catastróficas de cultivos y hambrunas en una región que depende en gran medida de la lluvia para cultivar la mayor parte de sus alimentos. A lo largo de los siglos, los agricultores de todo el Sahel se han adaptado a las lluvias caprichosas cultivando especies como el mijo, el sorgo, el cacahuete y el caupí, que son muy adecuados para producir grano incluso durante periodos de estrés por sequía.
Sin embargo, a veces la adaptación de los cultivos no basta para protegerlos de las sequías prolongadas, y los rendimientos de grano se desploman por falta de agua. Para agravar un problema ya de por sí grave, la población del Sahel crece y los rendimientos de los cultivos no aumentan al mismo ritmo.
En estos suelos pobres en nutrientes y con escasa aportación de fertilizantes, la tierra necesita con urgencia sistemas agrícolas que puedan ofrecer rendimientos adecuados y conservación del suelo con mínimos insumos.
Esta investigación sobre la hidrología del suelo en el Sahel forma parte de un proyecto más amplio que investiga cómo las técnicas tradicionales practicadas por algunos agricultores pueden adaptarse para aumentar aún más los rendimientos de los cultivos, incluso en periodos de estrés por sequía. Hallamos que plantar cultivos alimentarios junto con el arbusto leñoso autóctono Guiera senegalensis puede mejorar el crecimiento de los cultivos con costes mínimos. Es un método sencillo que puede utilizarse no solo en el Sahel, sino que también podría ser aplicable en muchas otras zonas periódicamente inhóspitas para la agricultura.
Beber de la misma pajita
En otros sistemas agroforestales en los que los cultivos se siembran en asociación con árboles, estos pueden competir con los cultivos por el agua y reducir el crecimiento y el rendimiento de los cultivos cercanos.
En nuestro trabajo investigamos un proceso denominado elevación hidráulica, también conocido como redistribución hidráulica, mediante el cual los arbustos de G. senegalensis bombean agua desde las capas profundas del suelo hacia sus sistemas radiculares durante la noche y la depositan en las capas superficiales secas cuando no realizan activamente la fotosíntesis. La elevación hidráulica se ha observado en entornos que sufren periodos recurrentes de sequía y se ha demostrado que aumenta la capacidad de las raíces superficiales para absorber nutrientes y mantener niveles de transpiración más altos y la fotosíntesis.
Nuestra hipótesis era que cada día los cultivos de mijo perla cercanos aprovechan parte de esta agua que extraen los arbustos. Para comprobar la hipótesis de la transferencia de agua, pusimos en marcha un estudio de campo en Senegal, en las duras condiciones del Sahel. Este trabajo forma parte de un estudio de investigación en curso sobre el crecimiento de los cultivos en asociación con los arbustos durante la temporada de cultivo lluviosa. Para crear las condiciones secas necesarias, utilizamos el riego para modificar la cantidad y el momento del agua suministrada en este experimento.
Monitorizamos la humedad del suelo con sensores de humedad. Una vez observado el secado diurno y la rehumidificación nocturna del suelo, característicos de la elevación hidráulica, iniciamos el estudio.
Vía del agua
La elevación hidráulica se produce cuando las raíces extraen agua de las capas superiores del suelo durante el día, lo que provoca que el suelo se seque. Después, con el suelo húmedo en profundidad y el suelo seco cerca de la superficie, el agua asciende a través de la planta siguiendo un gradiente, igual que cuando se succiona agua con una pajita. Una vez que llega a las capas superiores del suelo, es absorbida por el suelo seco que rodea las raíces, del mismo modo que una esponja seca absorbe un derrame sobre una encimera. Nuestra hipótesis es que parte de esta agua liberada por las raíces es utilizada por las plantas de mijo cercanas.
Para llevar a cabo el experimento, fijamos a las raíces profundas del arbusto botellas de agua que contenían un trazador químico. Después, recogimos muestras aéreas del arbusto y de los tallos de los cultivos cercanos durante un periodo de cinco días para ver adónde había llegado el agua trazada.
Encontramos indicios del trazador en un arbusto el primer día después de inyectar el agua, y poco después lo encontramos en un cultivo cercano. Este hallazgo respalda con firmeza la idea de que el agua ascendió por las raíces del arbusto y llegó al cultivo. La ruta exacta desde las raíces del arbusto hasta el cultivo es un tema que requiere más investigación, pero estamos seguros de que existe una vía. Esta combinación de elevación hidráulica y transferencia de agua entre especies se había planteado desde hace tiempo como hipótesis, pero rara vez se había observado. Nunca se había observado como componente de un sistema agroforestal con efectos tan profundos en la producción agrícola.
Nuestro equipo estaba formado por profesores y estudiantes de posgrado estadounidenses y senegaleses, investigadores de varios países africanos y agricultores locales contratados como técnicos de campo. Alquilamos tierras a un agricultor llamado Saliou Diouf, que trabaja estrechamente con los investigadores del Senegalese Agricultural Research Institute. Saliou y sus hijos nos aportaron una perspectiva inestimable sobre el cultivo del mijo y la gestión de los arbustos. Con los ingresos de las actividades de investigación en sus tierras, la familia de Saliou ha podido instalar un sistema de riego por goteo y comprar agua al pozo comunitario del pueblo para cultivar y mantener un próspero negocio de hortalizas.
El poder de las plantas autóctonas
La cantidad de agua transferida entre las plantas parece ser bastante pequeña. Sin embargo, la cantidad de agua depositada puede ser mucho menos importante que el lugar donde se libera.
El pequeño cilindro de suelo que rodea las raíces de las plantas, llamado rizosfera, desempeña un papel crucial en el crecimiento de la planta. Es la vía por la que debe pasar la mayor parte del agua y los nutrientes necesarios para nutrir la planta, y alberga una gran concentración de microbios que realizan una amplia variedad de tareas. Por ello, mantener la viabilidad de la rizosfera para desempeñar sus funciones bajo estrés hídrico es extremadamente importante, y precisamente en esta zona es donde la elevación hidráulica deposita el agua.
En nuestras pruebas observamos que las raíces de los cultivos envuelven las raíces superficiales del arbusto y especulamos que esto podría estar relacionado con la absorción de agua.
G. senegalensis crece de forma generalizada en todo el Sahel. La técnica de gestión que se investiga consiste en plantar los arbustos a una densidad superior a su distribución natural en el paisaje, de modo que puedan favorecer el crecimiento de los cultivos de varias maneras.
Las formas en que la elevación hidráulica puede afectar a la estructura y la función de la comunidad microbiana del suelo también están siendo investigadas por nuestro equipo interdisciplinario con el programa NSF Partnership for International Research and Education (PIRE). En otras especies, se ha observado que la redistribución hidráulica altera de forma significativa la función de las comunidades microbianas también. También estamos analizando cómo la presencia de los arbustos, junto con sus tasas potencialmente mayores de micro y mesofauna (pequeños organismos que viven en el suelo), puede afectar a la estructura y las características del suelo circundante.
La técnica podría ser aplicable en amplias zonas del Sahel con mínimas aportaciones adicionales de mano de obra y dinero. A medida que la población mundial se ve cada vez más obligada a cultivar tierras áridas y marginales, no debemos olvidar observar cómo las plantas autóctonas se adaptan a su entorno y utilizar este conocimiento para optimizar nuestros propios sistemas, especialmente en lugares con recursos limitados.
Este artículo se publica en colaboración con The Conversation. Lea el artículo original.. La publicación no implica el respaldo a las opiniones del Foro Económico Mundial.
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Autor: Nathaniel Bogie, doctorando en Sistemas Ambientales, Universidad de California, Merced
Imagen: Un hombre turkana se sienta en la orilla del lago Turkana, a algunos kilómetros de Todonyang, cerca de la frontera entre Kenia y Etiopía, en el noroeste de Kenia. REUTERS/Siegfried Modola
