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Determinants of soil fertility in smallholder mixed crop-livestock systems under climate change in two agroecological zones of Burkina Faso

Este estudio revela que en los sistemas mixtos de cultivos y ganadería de Burkina Faso, el estrés climático y la descomposición del estiércol limitada por la humedad socavan la fertilidad del suelo a pesar de las altas tasas de fertilización orgánica, lo que requiere estrategias de gestión específicas por zona en lugar de depender únicamente de la integración ganadera.

Autores originales: Charles L. Sanou, Sampson K. Agodzo, Harouna Ouédraogo, Idrissa Sawadogo, Enoch Bessah, Philip Antwi-Agyei

Publicado 2026-07-10

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CC BY 4.0

Autores originales: Charles L. Sanou, Sampson K. Agodzo, Harouna Ouédraogo, Idrissa Sawadogo, Enoch Bessah, Philip Antwi-Agyei

Artículo original bajo licencia CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). ✨ Esta es una explicación generada por IA del artículo a continuación. No ha sido escrita ni avalada por los autores. Para mayor precisión técnica, consulte el artículo original. Leer descargo de responsabilidad completo

Imagina dos granjas vecinas en Burkina Faso, África Occidental. Una está en la zona de Sudán, un poco más húmeda y verde, como un jardín exuberante después de una buena lluvia. La otra está en la zona de Sudán-Sahel, un poco más seca y calurosa, más bien como un patio trasero polvoriento donde el sol pega con más fuerza. Ambas granjas son gestionadas por pequeñas familias que cultivan productos y crían animales (vacas, cabras, ovejas) juntos en un sistema "mixto". La gran pregunta que los investigadores plantearon fue: ¿Qué es lo que realmente hace que el suelo sea sano y fértil aquí, especialmente a medida que el clima se vuelve más impredecible?

El equipo, liderado por Charles L. Sanou y amigos, no se limitó a adivinar. Actuaron como detectives, reuniendo pistas de 398 agricultores (mediante encuestas), midiendo 120 parcelas de tierra específicas, realizando pruebas de laboratorio en la tierra y revisando datos meteorológicos de satélites. Utilizaron una herramienta matemática sofisticada llamada Modelado de Ecuaciones Estructurales (SEM) para desenredar un enorme nudo de relaciones de causa y efecto. Piensa en ello como un diagrama de flujo complejo que muestra cómo la lluvia, los árboles, los animales y el fertilizante empujan y tiran del la salud del suelo al mismo tiempo.

Aquí está lo que encontraron, desglosado por zona:

1. El "Banco de Nutrientes" está vacío (Ambas zonas)

Primero, las malas noticias que se aplican a ambos jardines. El suelo está hambriento de dos nutrientes específicos: Fósforo (P) y Potasio (K).

En la zona de Sudán, el fósforo disponible era de solo 3.9 mg/kg.
En la zona de Sudán-Sahel, era incluso menor, de 2.5 mg/kg.
Los niveles de potasio también eran críticamente bajos, alrededor de 71.8 mg/kg y 75.9 mg/kg respectivamente.

El artículo establece explícitamente que estas deficiencias son los principales "cuellos de botella" que frenan a los cultivos. Es como intentar hornear un pastel pero darse cuenta de que no tienes harina ni azúcar, sin importar cuánto revuelvas el tazón.

2. La Zona de Sudán: La lluvia es la jefa

En la zona de Sudán, que es más húmeda, el mayor factor que perjudicó la fertilidad del suelo no fue la falta de fertilizante; fue el clima mismo.

El estudio encontró un fuerte efecto negativo del estrés climático (β = −0.436).
La analogía: Imagina que el suelo es una esponja. En la zona de Sudán, la lluvia es tan intensa y frecuente que lava los nutrientes fuera de la esponja antes de que las plantas puedan beberlos. El clima está esencialmente "lixiviando" (lavando) las cosas buenas.
Lo que no funcionó: Sorprendentemente, añadir abono orgánico (estiércol de animales) o fertilizantes químicos no mostró un impulso significativo a corto plazo en la fertilidad del suelo aquí. El clima era simplemente una fuerza demasiado fuerte para superar con un poco de comida extra para las plantas.

3. La Zona de Sudán-Sahel: El problema del "Abono Seco"

En la zona de Sudán-Sahel, que es más seca, las cosas se volvieron aún más contraintuitivas.

Aquí, añadir abono orgánico de hecho empeoró la fertilidad del suelo a corto plazo (β = −0.543).
La analogía: Piensa en el abono como una barra de energía de liberación lenta. En una cocina húmeda, se descompone y libera energía. Pero en una cocina súper seca y calurosa (la zona de Sudán-Sahel), la barra de energía simplemente se queda ahí, dura y seca. No se descompone. De hecho, las condiciones secas podrían estar causando que los nutrientes se queden "atascados" o se pierdan en el aire antes de que las plantas puedan usarlos.
El giro: Aunque tener animales (integración cultivo-ganadería) significaba que los agricultores tenían más abono disponible, ese exceso de abono no ayudó al suelo. De hecho, el estudio encontró que la ruta desde tener animales → obtener abono → ayudar al suelo fue en realidad negativa en esta zona seca. El artículo argumenta que sin la humedad adecuada para ayudar a que el abono se descomponga, no es una solución mágica; incluso puede ser una carga.

4. El factor de los "Árboles"

Los investigadores también observaron cuántos tipos diferentes de árboles había en las granjas.

En ambas zonas, tener más diversidad de árboles mostró una tendencia positiva, pero no fue una victoria estadística contundente. Es como tener unos cuantos amigos extra en una fiesta; ayuda al ambiente, pero no arregla el sistema de sonido roto.
En la zona de Sudán-Sahel, más seca, los árboles parecieron ser ligeramente más útiles (β = 0.178), quizás porque proporcionan un poco de sombra y amortiguación de la humedad, pero el artículo señala que este efecto es "marginal".

5. Lo que el artículo descarta

Es crucial entender lo que este estudio dice que NO es la solución:

Solo tener animales no es suficiente. El artículo argumenta explícitamente contra la idea de que la "integración cultivo-ganadería" equivale automáticamente a un "mejor suelo". En la zona de Sudán-Sahel, el vínculo entre tener animales y tener un suelo sano estaba en realidad roto porque el abono no se descomponía adecuadamente.
Los fertilizantes químicos no mostraron una solución mágica. Aunque se correlacionaron con los nutrientes del suelo en algunas pruebas, el modelado complejo mostró que no tuvieron un impacto directo significativo en la "puntuación de fertilidad del suelo" en estas mediciones específicas a corto plazo.
El abono no es una cura universal. El artículo rechaza explícamente la idea de que el abono siempre mejora el suelo. En la zona seca, bajo estrés hídrico, tuvo un efecto negativo significativo.

La conclusión final

El estudio explica entre el 15.9% y el 18.5% de por qué varía la fertilidad del suelo. Esto significa que hay otros factores ocultos (como la textura del suelo o su historia) que las matemáticas no captaron, pero la historia principal es clara: una sola talla no sirve para todos.

En la zona húmeda de Sudán, la batalla es contra la lluvia que lava los nutrientes.
En la zona seca de Sudán-Sahel, la batalla es contra la sequedad que impide que el abono funcione.

El artículo sugiere que para solucionar esto, los agricultores en la zona seca necesitan cambiar cómo usan el abono (tal vez compostándolo mejor o esperando la humedad adecuada) y centrarse intensamente en añadir Fósforo y Potasio. En la zona húmeda, necesitan centrarse en detener la erosión. El artículo no pretende haber "resuelto" el problema, sino que proporciona un mapa claro de dónde están las trampas, mostrando que simplemente lanzar más abono al problema a veces puede empeorarlo si el clima no está de tu lado.

Resumen Técnico: Determinantes de la fertilidad del suelo en sistemas de pequeña escala de cultivos y ganadería mixtos bajo el cambio climático en Burkina Faso

Planteamiento del problema
El agotamiento de la fertilidad del suelo sigue siendo una restricción crítica para la productividad agrícola y la resiliencia en el África subsahariana semiárida, particularmente en Burkina Faso. Los suelos de la región sufren una severa minería de nutrientes, pérdida de materia orgánica y degradación impulsadas por el cultivo continuo, la remoción de residuos y la variabilidad climática. Si bien la integración de cultivos y ganadería (CIF) se promueve ampliamente como una estrategia sostenible para reciclar nutrientes mediante el estiércol, la evidencia empírica que cuantifica cómo las prácticas de fertilización interactúan con las propiedades del suelo y los estresores climáticos para influir en la productividad en las zonas de Sudán y Sudán-Sahel es limitada. Esta brecha de conocimiento dificulta el diseño de estrategias de gestión de la fertilidad del suelo que sean efectivas y resilientes al clima.

Metodología
El estudio empleó un enfoque de métodos mixtos que combina encuestas a hogares, mediciones de campo, análisis de laboratorio y datos climáticos de rejilla a través de dos zonas agroecológicas: la zona de Sudán (distrito de Dano) y la zona de Sudán-Sahel (distrito de Niou).

Recolección de datos: Los datos primarios se recolectaron de 398 hogares agrícolas (195 en Dano, 203 en Niou) y 120 parcelas de campo (60 por zona). Se analizaron muestras de suelo (profundidad de 0–10 cm) para pH, nitrógeno total, fósforo disponible, potasio disponible y carbono orgánico del suelo (COS). Los datos climáticos (precipitación, temperatura, humedad, humedad del suelo) se obtuvieron de CHIRPS, ERA5-Land y SMAP.
Marco analítico: El estudio utilizó Modelado de Ecuaciones Estructurales (SEM) para desentrañar trayectorias causales complejas. Se aplicó un SEM multigrupo para probar hipótesis específicas de cada zona sobre los efectos directos e indirectos de la gestión (fertilización orgánica y química, CIF), los factores ecológicos (diversidad de árboles) y el clima sobre la fertilidad del suelo. La fertilidad del suelo se trató como un constructo latente derivado de los componentes principales de COS, nitrógeno y pH.
Rigor estadístico: El ajuste del modelo se evaluó mediante Chi-cuadrado, CFI, TLI, RMSEA y SRMR. Los coeficientes de trayectoria se estandarizaron e interpretaron según las convenciones de Cohen, y se utilizó el método de bootstrapping para asegurar errores estándar robustos.

Resultes clave
El SEM final demostró un ajuste excelente (CFI = 0.987; TLI = 0.962; SRMR = 0.022) y explicó el 15.9% de la variación en la fertilidad del suelo en la zona de Sudán y el 18.5% en la zona de Sudán-Sahel. Los hallazgos clave incluyen:

Limitaciones de nutrientes: El fósforo y el potasio fueron críticamente deficientes en ambas zonas, representando las principales limitaciones de fertilidad. El pH del suelo fue moderadamente ácido (~5.4) pero no fue un factor limitante importante.
Contrastes zonales en los impulsores:
- Zona de Sudán: El estrés climático ejerció el efecto negativo más fuerte sobre la fertilidad del suelo ( $\beta = -0.436, p=0.001$ ), probablemente debido a las pérdidas de nutrientes por lixiviación y erosión bajo una mayor precipitación. Ni la fertilización orgánica ni la química mostraron efectos significativos a corto plazo sobre la fertilidad del suelo. Aunque la CIF aumentó fuertemente la fertilización orgánica ( $\beta = 0.915$ ), esto no se tradujo en mejores resultados de fertilidad del suelo.
- Zona de Sudán-Sahel: La fertilización orgánica tuvo un efecto negativo significativo sobre la fertilidad del suelo ( $\beta = -0.543, p=0.005$ ). Esto se atribuye a las restricciones de humedad que limitan la descomposición del estiércol y la potencial inmovilización de nutrientes. Por el contrario, la CIF mostró un efecto directo positivo significativo sobre la fertilidad del suelo ( $\beta = 0.651$ ), probablemente debido a mecanismos más allá de la aplicación de estiércol, como el cercado y la concentración de biomasa. Sin embargo, el efecto mediado negativo de la fertilización orgánica compensó estas ganancias directas, resultando en un efecto total no significativo.
Papel de la diversidad arbórea: La diversidad de árboles mostró una tendencia positiva pero no significativa en ambas zonas, lo que sugiere un papel modesto en el ciclo de nutrientes y la amortiguación del microclima.
Eficacia de la fertilización: La fertilización química no mostró ningún efecto directo significativo sobre la fertilidad del suelo en ninguna de las dos zonas. El análisis de correlación indicó que el contenido de nutrientes del suelo estaba más fuertemente asociado con los insumos químicos que con los nutrientes derivados del estiércol, aunque el estiércol sigue siendo esencial para la acumulación de materia orgánica a largo plazo.

Significancia y afirmaciones
El artículo afirma que la presencia de ganado por sí sola no garantiza la mejora de la fertilidad del suelo; el resultado depende fuertemente de la calidad del estiércol, las condiciones de descomposición y la gestión específica según el contexto. El estudio destaca que los impulsores de la fertilidad del suelo difieren fundamentalmente entre las zonas de Sudán y Sudán-Sahel.

En la zona de Sudán, el estrés climático domina la dinámica de la fertilidad del suelo, superando el potencial de las prácticas de gestión actuales.
En la zona de Sudán-Sahel, las restricciones de humedad pueden hacer que la fertilización orgánica sea contraproducente a corto plazo, reduciendo potencialmente la fertilidad debido a una descomposición ineficiente.

Los autores concluyen que se requieren "estrategias adaptadas a cada zona". Específicamente, abogan por el control de la erosión en la zona de Sudán y la mejora del compostaje, la gestión integrada de nutrientes y el abordaje de los déficits de P y K en la zona de Sudán-Sahel. El estudio enfatiza que las prácticas actuales de gestión del estiércol, caracterizadas por una mineralización lenta e inmovilización de nutrientes, limitan los posibles aumentos de la fertilidad. Estos hallazgos proporcionan una guía basada en evidencia para políticas destinadas a fortalecer la resiliencia de la fertilidad del suelo y la seguridad alimentaria en los sistemas de agricultura mixta semiáridos, yendo más allá de la suposición de que la integración de cultivos y ganadería conduce automáticamente a la mejora de la salud del suelo.