Hydrological keyline design in a grassland: impact on vegetation and soil.

Authors

  • Ma. del Carmen Ponce Rodríguez Centro Universitario de Tlajomulco, Universidad de Guadalajara
  • Francisco Oscar Carrete Carreón Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia, Universidad Juárez del Estado de Durango
  • Sánchez-Arroyo Juan Fernando Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia, Universidad Juárez del Estado de Durango, Carretera Durango-Mezquital Km 11.5, 34307, Durango, México.
  • Pérez- López María Elena Centro Interdisciplinario de Investigación para el Desarrollo Integral Regional, Instituto Politécnico Nacional, Sigma # 119, Fraccionamiento 20 de Noviembre II, 34220, Durango, México. https://orcid.org/0000-0002-8703-7521
  • Prieto-Ruíz José Ángel Facultad de Ciencias Forestales, Universidad Juárez del Estado de Durango, Río Papaloapan y Boulevard Durango, Colonia Valle del Sur, 34120, Durango, México https://orcid.org/0000-0002-2954-535X
  • Muñoz-Ramo José de Jesús Instituto Tecnológico Valle del Guadiana, TecNM, Carretera Durango-México Km 22.5, 34371, Durango, México.

DOI:

https://doi.org/10.18633/biotecnia.v27.2456

Keywords:

aerial phytomass, erosion, grasslands, humidity, vegetation cover

Abstract

Abstract: Grasslands are considered one of the most threatened ecosystems in North America. One of the causes is the overgrazing, which reduces vegetation and causes erosion. Just a strategy to minimize it, could be the hydrological keyline design (HKD), which helps to conserve water, retains sediments, favors the growth of forage, and regenerates soil. The aim of the study was to evaluate the effect of HKD on the soil and vegetation of a rangeland ecosystem. Three treatments were established: 1). Control, 2). HKD and 3). HKD+Yeomans. The variables considered to measure the effect of the treatments were: humidity, compaction, erosion, vegetation cover and aerial phytomass production. The experiment was conducted under a completely randomized design. HKD treatments decreased erosion, the Control lost an average of 75 ton ha-1 more soil than HKD. While the plant coverage, in the HKD+Yeomans (42 %), followed by the HKD (34 %), surpassed the Control that presented only a 5 %. A similar result was observed with the pro-duction of phytomass, the HKD+Yeomans and HKD surpassed the Control, respectively, with 770 and 454 kg ha-1 (P = 0.099). HKD showed a positive effect on the soil and vegetation in the ecosystem.

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References

Almaraz, R.G. and Gras. M.E. 2012. Cosechando agua y tierra con la línea clave. Ecohabitar: bio-construcción, consumo ético, permacultura y vida sostenible. 35:42-44. [Accessed 20 September 2024] Available at https://ecohabitar.org/cosecha-de-agua-y-tierra-con-permacultura-y-linea-clave/.

Buitrago, G.A.F. 2013. Integrated farming system for the foothill-regions of Colombia–Ariporo Sys-tem (AS). Revista de Tecnología. 12(2):24-34. https://doi.org/10.18270/rt.v12i2.697.

Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad (CONABIO). 2022. Biodiversidad mexicana. Pastizales. México. [Accessed 27 September 2024] Available at https://www.biodiversidad.gob.mx/ecosistemas/pastizales.

Comisión Técnico Consultiva para la Determinación Regional de los Coeficientes de Agostade-ro-Secretaría de Agricultura y Recursos Hidráulicos (COTECOCA). 1979. Coeficientes de agostadero del Estado de Durango. Calypso. Durango. México.

Congreso del Estado de Durango. 2021a. Ley ganadera para el Estado de Durango. Periódico Oficial No. 13. Decreto 242, LXIII Legislatura. [Accessed 21 September 2024] Available at http://congresodurango.gob.mx/Archivos/legislacion/LEY%20GANADERA.pdf.

Congreso del Estado de Durango. 2021b. Ley de desarrollo rural sustentable para el Estado de Durango. Periódico oficial No. 68, decreto 521, LXV legislatura. [Accessed 29 September 2024] Availa-ble at http://congresodurango.gob.mx/Archivos/legislacion/LEY%20DE%20DESARROLLO%20RURAL%20SUSTENTABLE.pdf.

Cortés, T.H.G. and Ramírez. L.J.J. 2013. Diseño hidrológico del terreno (Sistema Keyline), en parcelas agrícolas con precipitación limitada: manual técnico. 1st ed. Instituto Mexicano de Tecnología del Agua. Printed in Mexico. [Accessed 21 September 2024] Available at https://www.imta.gob.mx/biblioteca/libros_html/diseno-hidrologico-del-terreno/files/assets/basic-html/page1.html

Distel, R.A. 2013. Manejo del pastoreo en pastizales de zonas áridas y semiáridas. Revista Argentina de Producción Animal. 33(1): 53-64.

Florentino, A. 2011. Métodos para medir el contenido de agua en el suelo. Venesuelos 14:48-70. [Accessed 18 September 2022] Available at https://studylib.es/doc/4518478/m%C3%A9todos-para-medir-el-contenido-de-agua-en-el-suelo.

Gras, M.E. 2012. Cosecha de agua y tierra. Diseño con permacultura. 2nd ed. Ediciones Ecohabitar, Visiones Sostenibles S.L. España.

Giambastiani, Y., Biancofiore, G., Mancini, M., Di Giorgio, A., Giusti, R., Cecchi, S., Gardin, L. and Errico, A. 2023. Modelling the effect of keyline practice on soil erosion control. Land, 12(1): 100. https://doi.org/10.3390/land12010100

Gutiérrez, R.E., Sierra, T.J.S. and Ramírez. G.H. 2014. Obras para la captación de humedad en tierras de pastoreo. Folleto técnico para productores núm. 17. Campo Experimental La Campana, CIRNOC. INIFAP. Aldama, Chihuahua, México. ISBN:978-607-37-0305-5.

Gutiérrez-Arenas, A.F., Hernández-Garay, A., Vaquera-Huerta, H., Zaragoza-Ramírez, J.L., Lu-na-Guerrero, M.J., Reyes-Castro, S. and Gutiérrez-Arenas. D.A. 2018. Análisis de crecimiento estacional de trébol blanco (Trifolium repens L.). Agroproductividad. 11(5): 62-69. ISSN: 2594-0252.

Hishe, S., Lyimo, J. and Bewket. W. 2017. Soil and water conservation effects on soil properties in the Middle Silluh Valley, northern Ethiopia. International Soil and Water Conservation Research. 5: 231-240. [Accessed 11 September 2024] Available at https://doi.org/10.1016/j.iswcr.2017.06.005.

Instituto Mexicano de Tecnología del Agua (IMTA). 2013. Utilización eficiente del agua de lluvia mediante el diseño y trazo hidrológico de terrenos en áreas de precipitación limitada. Proyecto interno RD-1313.1 Informe final.

Instituto Nacional de Estadística y Geografía (INEGI). 2017. Anuario estadístico y geográfico de Du-rango 2017. [Accessed 13 September 2024] Available at http://docencia.uaeh.edu.mx/estudios-pertinencia/docs/anuarios-estadisticos/17.pdf

Instituto Nacional de Estadística, y Geografía (INEGI). 2013. Panorama agropecuario en Durango. Censo Agropecuario 2007, México. ISBN 978-607-494-655-0. [Accessed 21 September 2024] Available at http://internet.contenidos.inegi.org.mx/contenidos/productos/prod_serv/contenidos/espanol/bvinegi/productos/censos/agropecuario/2007/panora_agrop/dgo/PanagroDgo.pdf.

Lal R. and Shukla. M.K. 2004. Principles of soil physics. Marcel Dekker, Inc. The Ohio State Univer-sity. Columbus, Ohio, U.S.A. ISBN: 0-8247-5324-0.

Massara, P.V., Rostagno, M., Buono, G., González, C. and Ciano. N. 2013. Restauración ecológica en la diagonal árida de la Argentina. 1st ed. 372 p. Universidad Nacional del Comahue, Argentina. ISBN 978-987-42-9723-5

Montes-León, M.A.L., Uribe-Alcántara, E.M. and García-Celis. E. 2011. Mapa nacional de erosión potencial. Tecnología y ciencias del agua. 2(1):5-17. ISSN 2007-2422

Organización de las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura (UNESCO). 2017. Procesos de erosión sedimentación en cauces y cuencas. Volumen 3. 156 p. ISBN: 978-92-3-300071-1. http://dx.doi.org/10.21704/rea.v18i1.1303

Oscanoa, L. and Flores. E. 2019. Efecto de las técnicas de mejora ecohidrológica del pastizal sobre el rendimiento hídrico de la microcuenca alto andina Urpay. Ecología Aplicada. 18(1): 1-9.

Pizarro, T.R. and Cuitiño. M.H. 2002. Método de evaluación de la erosión hídrica superficial en suelos desnudos en Chile. Cuadernos de la Sociedad Española de Ciencias Forestales. 13:165-170.

Ponce-Rodríguez, M.D.C., Prieto-Ruíz, J.Á., Carrete-Carreón, F.O., Pérez-López, M.E., Mu-ñoz-Ramos, J.D.J., Reyes-Estrada, O. and Ramírez-Garduño. H. 2019. Influence of stone bunds on vegetation and soil in an area reforested with Pinus engelmannii Carr. in the forests of Durango, Mexico. Sustainability. 11(18):5033. https://doi.org/10.3390/su11185033.

Ruiz, J. 2013. Diseñar y cultivar usando línea clave. Revista Agroecológica de Divulgación. 12:50-51. Available at http://www.lineaclave.org/web/download/disenar-y-cultivar-usando-linea-clave-jesus-ruiz/.

Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales (SEMARNAT). 2002. Norma Oficial Mexicana NOM-021-RECNAT-2000 que establece las especificaciones de fertilidad, salinidad y clasifi-cación de suelos. Estudios, muestreo y análisis. Diario Oficial de la Federación. [Accessed 21 September 2024] Available at http://www.ordenjuridico.gob.mx/Documentos/Federal/wo69255.pdf

Secretaria de Medio Ambiente y Recursos Naturales (SEMARNAT). 2014. El medio ambiente en México 2013-2014. Capítulo 3.- Suelos. [Accessed 21 October 2024] Available at https://apps1.semarnat.gob.mx:8443/dgeia/informe_resumen14/03_suelos/3_2.html.

Secretaria de Medio Ambiente y Recursos Naturales (SEMARNAT). 2015. Sistema nacional de in-formación ambiental y de recursos naturales. Ecosistemas Terrestres. [Accessed 21 September 2024] Available at https://apps1.semarnat.gob.mx:8443/dgeia/informe15/tema/pdf/Cap2_Ecosistemas.pdf

Silva-Piña, M.J., Tarango-Arámbula, L.A., Clemente-Sánchez, F., Cortez-Romero, C., Veláz-quez-Martínez, A., Rafael-Valdez, J. and Ugalde-Lezama. S. 2018. Características del hábitat de sitios de descanso del búho manchado (Strix occidentalis lucida) en la Sierra Madre Occidental, México. Huitzil. 19(2):141-156. Available at https://doi.org/10.28947/hrmo.2018.19.2.319.

Singh, J., Salaria, A. and Kaul. A. 2015. Impact of soil compaction on soil physical properties and root growth: a review. International Journal of Food, Agriculture and Veterinary Sciences. 5(1):23-32. ISSN: 2277-209X.

Toro-Mujica, P. 2023. Effect of the Hydrological Keyline Design on the Growth and Quality of the Naturalized Grassland in the Dry Central Zone of Chile. IGC Proceedings (1993-2023). 3. https://uknowledge.uky.edu/igc/XXV_IGC_2023/Utilization/3

Unger, P.W. and Kaspar. T.C. 1994. Soil compaction and root growth: A Review. Agronomy Journal. 86(5):759-766. [Accessed 2 September 2024] Available at https://doi.org/10.2134/agronj1994.00021962008600050004x

Valdez, S. and Aramayo. V. 2018. Manejo del agua en campos de Patagonia ¿Favorecemos la erosión o aprovechamos el agua? Presencia 69:9-14. ISSN 0326-7040. [Accessed 3 September 2024] Available at https://inta.gob.ar/sites/default/files/rev_presencia_n_69_reducida.pdf

Villalobos S., J.A. 2017. Diseño hidrológico, hidráulico y subestructura del puente Casablanca. 2nd ed. ISBN: 978-987-05-2738-2 Available at https://hdl.handle.net/20.500.12672/7278

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Published

2025-03-20

How to Cite

Ponce Rodríguez, M. del C., Carrete Carreón, F. O., Sánchez Arroyo, J. F., Pérez López, M. E., Prieto Ruíz, J. Ángel, & munoz-ramos, jose- de- jesus. (2025). Hydrological keyline design in a grassland: impact on vegetation and soil. Biotecnia, 27, e2456. https://doi.org/10.18633/biotecnia.v27.2456

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Research Articles

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