Manejo Sostenible del Suelo: Degradación, Calidad y Biotecnologías Ambientales

Degradación Ambiental y sus Impactos

Degradación Inducida por el Hombre

La actividad humana provoca la degradación de diversos recursos esenciales:

  • Recurso Agua: Agotamiento de niveles freáticos, disminución de la calidad del agua, sedimentación de embalses, aumento de la escorrentía e inundaciones.
  • Recurso Biótico (Flora y Fauna):
    • Degradación del Recurso Flora: Reducción de la biodiversidad, reducción de la biomasa y valor nutritivo, reducción del crecimiento y cubierta de plantas, enfermedades de las plantas.
    • Degradación del Recurso Fauna: Desnutrición, enfermedades, reducción de la biodiversidad.
  • Recurso Suelo:
    • Degradación no erosiva
    • Degradación erosiva

Tipos de Degradación del Suelo

Degradación No Erosiva

  • Física: Compactación, anegamiento, subsidencia, disminución de la capacidad de retención de agua.
  • Química: Salinización y alcalinización/acidificación, contaminación (pesticidas, metales pesados, radionúclidos), disminución de la capacidad de retención de nutrientes, pérdida de elementos esenciales.
  • Biológica: Reducción de la biomasa del suelo, incremento de malezas, plagas y enfermedades.

Degradación Erosiva

Causada por agentes como:

  • Agua
  • Viento
  • Gravedad
  • Hielo

Desertificación

Es importante destacar que sequía no es lo mismo que desertificación.

Causas de la Degradación de Suelos

Las principales causas incluyen:

  • Deforestación
  • Sobreexplotación de leña
  • Sobrepastoreo
  • Actividades agrícolas intensivas
  • Actividades industriales

Factores de Disminución en la Productividad del Suelo

Los factores clave que influyen en la productividad del suelo son:

  • Condiciones Precedentes: Origen del suelo, profundidad de raíces, recursos del suelo, recursos nutricionales e hídricos, uso de la tierra.
  • Grado de Degradación: Incluyendo tipo, severidad y tasa actual de degradación.
  • Sistema de Manejo: Uso actual de la tierra, prácticas de cultivo o agrícolas, tecnología aportada (germoplasma y especies mejoradas, etc.).

Estrategias de Rehabilitación de Suelos Degradados

Las estrategias pueden clasificarse en:

  • Aprovechamiento: Dar algún uso al suelo degradado.
  • Rehabilitación: Aplicar tratamientos específicos para mejorar el suelo.
  • Restauración: Devolver el suelo a su estado original o a uno funcionalmente similar.

Estas estrategias deben identificarse sobre la base del concepto de Resiliencia del Suelo.

Resiliencia del Suelo

Capacidad del sistema para revertir a su estado original después de que las fuerzas disturbantes o las presiones externas han sido removidas.

Calidad del Suelo: Conceptos y Evaluación

Definición de Calidad del Suelo

La Calidad del Suelo se define como la capacidad funcional de un tipo específico de suelo para:

  • Sustentar la productividad animal o vegetal.
  • Mantener o mejorar la calidad del agua y el aire.
  • Sostener el asentamiento y la salud humanos, dentro de límites ecosistémicos naturales o determinados por el manejo.

La calidad del suelo incluye los conceptos de Capacidad Productiva del Suelo y la Protección Ambiental.

Funciones Específicas del Suelo

  1. Captar, mantener y liberar nutrientes y otros compuestos químicos.
  2. Captar, mantener y liberar agua a las plantas y recargar napas freáticas.
  3. Mantener un hábitat edáfico adecuado para la actividad biológica del suelo.

Factores Clave de Degradación del Suelo

  1. Pérdida de la materia orgánica del suelo, produciendo disminución del carbono y de la fertilidad del suelo.
  2. Erosión del suelo.
  3. Acumulación de sales minerales en los suelos (salinización).
  4. Compactación del suelo.
  5. Pérdida de nutrientes de las plantas, por ejemplo, a través de la cosecha desmedida.

Evaluación de la Calidad del Suelo

Permite mejorar la respuesta de los recursos, abordando aspectos como:

  • Pérdida de suelo por erosión.
  • Depósito de sedimentos por viento o por inundación.
  • Reducción de la infiltración e incrementos de escorrentía.
  • Endurecimiento de la capa superficial.
  • Pérdida de nutrientes.
  • Transporte de pesticidas.
  • Cambios en el pH.
  • Aumento de la disponibilidad de metales pesados.
  • Pérdida de materia orgánica.

Impacto del Manejo en la Calidad del Suelo y Agua de Riego

La calidad del suelo y del agua de riego puede verse afectada por el manejo del suelo, incluyendo:

  • Uso de maquinaria.
  • Utilización de fertilizantes.
  • Utilización de agroquímicos y enmiendas orgánicas.
  • Tipo de cultivo.

Conjunto de Indicadores de Calidad del Suelo (CS)

Para una gestión efectiva, es crucial:

  • Identificar los indicadores relevantes.
  • Identificar los niveles críticos de los indicadores de CS.
  • Desarrollar sistemas de monitoreo de la CS para evaluar la capacidad de aceptación del sistema.
  • Establecer un sistema de apoyo a la toma de decisiones.

Mejoramiento de la Calidad del Suelo

El mejoramiento de la CS se percibe generalmente por un aumento o disminución en el valor de algunas características. Por ejemplo:

  • Pueden incrementarse: La tasa de infiltración o de aireación, debido a un aumento de la cantidad de macroporos, un mayor tamaño y estabilidad de los agregados, y una mayor cantidad de materia orgánica.
  • Pueden reducirse: La densidad aparente (DAP), la resistencia a la labranza, el crecimiento radicular, la tasa de erosión y la pérdida de nutrientes.

Indicadores de Calidad del Suelo

Los indicadores de Calidad del Suelo se clasifican en propiedades:

  • Propiedades Físicas: Estructura, estabilidad de agregados, compactación, textura.
  • Propiedades Químicas: pH, biodisponibilidad de nutrientes, materia orgánica, carbono orgánico.
  • Propiedades Biológicas: Actividad microbiana, diversidad microbiana.

Condiciones de los Indicadores de Calidad del Suelo

Los indicadores de CS deben cumplir con las siguientes condiciones:

  • Ser fáciles de medir.
  • Medir los cambios en las funciones del suelo.
  • Abarcar las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo.
  • Ser accesibles a los evaluadores y aplicables en condiciones de campo.
  • Ser sensibles a las variaciones climáticas y de manejo.

Tipos de Indicadores

Los indicadores pueden ser:

  • Variables Cualitativas: Afloramiento del subsuelo, aparición de canales de erosión, aparición de encharcamiento.
  • Variables Cuantitativas: Tasa de infiltración, Capacidad de Intercambio Catiónico (CIC), pH, cantidad de nematodos, etc.
  • Índices Compuestos: Formados por la relación entre diferentes variables.

Indicadores Físicos del Suelo y su Relación con las Funciones

IndicadorRelación con las Funciones y Condiciones del Suelo
Textura del sueloRetención y transporte de agua y minerales.
Profundidad del sueloEstimación del potencial productivo y erosión; potencial de lixiviación, productividad y erosión.
Capacidad de retención de AguaRelacionado con el contenido de humedad, transporte y erosión.
Estabilidad de agregadosErosión potencial de un suelo, infiltración de agua.

Indicadores Químicos del Suelo y su Relación con las Funciones

IndicadorRelación con las Funciones y Condiciones del Suelo
Materia orgánica (C y N orgánico)Fertilidad del suelo, estabilidad de agregados, grado de erosión, potencial productivo.
pHActividad química y biológica.
Conductividad eléctricaActividad microbiológica y de las plantas, límites para su crecimiento y actividad.
N, P y K extraíbleDisponibilidad de nutrientes y pérdida potencial de N.
Capacidad de Intercambio Catiónico (CIC)Fertilidad del suelo, potencial productivo.
Metales pesados disponiblesNiveles de toxicidad para el crecimiento de las plantas y calidad del cultivo.

Indicadores Biológicos del Suelo y su Relación con las Funciones

IndicadorRelación con las Funciones y Condiciones del Suelo
Biomasa microbiana (C y N)Potencial catalizador microbiano y reposición de C y N.
N potencial mineralizableProductividad del suelo y aporte potencial de N.
RespiraciónMedición de la actividad microbiana.
Número de lombricesRelacionado con la actividad microbiana.
Rendimiento del cultivoIndicador general de la salud del suelo.

Buenas Prácticas Agrícolas (BPA)

¿Qué son las BPA?

Las BPA pueden definirse simplemente como: “hacer las cosas bien” y “dar garantías de ello”. Son un conjunto de principios, normas y recomendaciones técnicas aplicables a la producción, procesamiento y transporte de alimentos, orientados a asegurar la protección de la higiene, la salud humana y el medio ambiente.

Definición de la FAO

Consiste en la aplicación del conocimiento disponible a la utilización sostenible de los recursos naturales básicos para la producción, en forma benigna, de productos agrícolas alimentarios y no alimentarios inocuos y saludables, a la vez que se procuran la viabilidad económica y la estabilidad social.

¿Qué Implican las BPA?

La aplicación de las BPA implica el conocimiento, la comprensión, la planificación, medición, registro y gestión orientados al logro de objetivos sociales, ambientales y productivos específicos.

Objetivos de las BPA

  • Acrecentar la confianza del consumidor en la calidad e inocuidad del producto.
  • Minimizar el impacto ambiental.
  • Racionalizar el uso de productos fitosanitarios.
  • Racionalizar el uso de recursos naturales (suelo y agua).
  • Promover técnicas de Bienestar Animal.

¿Quiénes son los Beneficiarios de las BPA?

  • Los pequeños, medianos y grandes agricultores.
  • El comercio y la industria.

Micorrizas: Simbiosis Esencial para el Suelo

¿Qué son las Micorrizas?

Las micorrizas son una asociación mutualista entre hongos y raíces de plantas. En esta simbiosis:

  • La Planta provee carbono (C) al hongo.
  • El Hongo provee agua y nutrientes (especialmente Fósforo, P) a las plantas.

Importancia de las Micorrizas para el Ciclo del Fósforo

Solo una pequeña cantidad de fósforo (P) en el suelo está disponible para las plantas y es un elemento poco móvil. Las micorrizas, a través de sus hifas, aumentan el volumen total de suelo explorado y permiten una mayor absorción de P.

Tipos de Micorrizas

Los tipos de micorrizas difieren entre sí por la posición del hongo en la raíz y por su estructura de asociación con la planta:

  • Ectomicorrizas
  • Endomicorrizas o micorrizas arbusculares

Ectomicorrizas

Son bastante comunes en especies forestales. Los hongos que se asocian son Basidiomicetos y Ascomicetos. Los hongos ectomicorrícicos pueden ser:

  • Epigeos: Cuando fructifican por encima de la superficie del suelo.
  • Hipogeos: Cuando el cuerpo de fructificación es producido por debajo de la superficie.

En las ectomicorrizas típicas, el sistema radicular es envuelto por una capa relativamente espesa, denominada manto.

Endomicorrizas (Micorrizas Arbusculares)

Más recientemente denominadas como micorrizas arbusculares, se caracterizan por la penetración del micelio fúngico intercelular e intracelularmente, formando estructuras dentro de la célula huésped y con ausencia de manto.

Beneficios de las Micorrizas

Las micorrizas ofrecen múltiples beneficios:

  • Favorecen el crecimiento de las plantas al funcionar como sistemas radiculares secundarios, aumentando la superficie de absorción y el volumen del suelo explorado por la planta.
  • Representan un importante mecanismo de maximización del uso de fertilizantes fosfatados. La aplicación de pequeñas cantidades de P es beneficiosa en suelos muy pobres.

El Fósforo y su Movilidad en el Suelo

El fósforo (P) es muy poco móvil en el suelo, con una difusión de 0.5 hasta 1.5 cm por año. La solución del suelo contiene una concentración relativamente baja de fósforo (P), y alrededor de la raíz se forma rápidamente una zona carente de este elemento. Las hifas de los hongos de micorrizas arbusculares (MVA), al crecer más allá de la zona agotada alrededor de la raíz, hacen que el suelo sea más intensivamente explotado.

Función de las Micorrizas en Condiciones Químicas Adversas del Suelo

Las condiciones químicas que pueden perjudicar el crecimiento de los cultivos son: alta acidez o alcalinidad, salinidad y alta concentración de elementos tóxicos como Al, Fe, Mn, etc. En la mayoría de los casos, en una condición química adversa se encuentran reunidos varios factores inhibidores del crecimiento de la planta.

Función de las Micorrizas en la Absorción de Agua

En el caso de las ectomicorrizas en plantas arbóreas, se ha comprobado un flujo directo de agua a través de las hifas del hongo; no así por las de los hongos formadores de MVA.

Compostaje: Transformación de Residuos Orgánicos

¿Qué es el Compostaje?

El compostaje es un proceso microbiológico aeróbico que combina fases mesófilas (15º-45ºC) y termofílicas (45º-70º C) para conseguir la transformación de un residuo orgánico en un producto estable, libre de patógenos y semillas de malas hierbas, y de gran valor agronómico.

El Compost

El compost es un abono orgánico obtenido a partir de la descomposición aeróbica de residuos de origen vegetal o animal, por la acción de millones de microorganismos y algunos invertebrados (lombrices, colémbolos, otros).

Factores que Intervienen en el Compostaje

Puesto que en el compostaje, los responsables de las transformaciones que tienen lugar durante el proceso son los microorganismos, los más importantes son:

  • Temperatura
  • Humedad
  • pH
  • Aireación
  • Balance de nutrientes
  • Presencia inicial de una población microbiana adecuada

Temperatura

Su elevación se debe a la acumulación de calor generado por los microorganismos encargados del proceso y, al mismo tiempo, causa, ya que determina el tipo de actividad metabólica en cada momento.

Humedad

Las pilas con menor contenido de humedad alcanzan temperaturas más bajas que las pilas con más humedad debido a que con poca humedad la actividad microbiana es menor y, por tanto, menor la generación de calor e incompleta la estabilización de la materia orgánica.

Relación Carbono-Nitrógeno (C/N)

La cantidad de carbono necesaria es superior a la de nitrógeno, porque:

  1. Los microorganismos lo utilizan para la formación del material celular y como fuente de energía (se pierde en forma de CO2).
  2. Está presente en el material celular en cantidad muy superior a la del nitrógeno (las proporciones son diferentes según los microorganismos).

pH

El pH también influye sobre el proceso de compostaje, debido, principalmente, a su acción sobre la actividad de los microorganismos. En general, los hongos toleran un amplio rango de pH (de 5 a 8), mientras que las bacterias se caracterizan por un margen más estrecho (de 6 a 7.5).

Principales Organismos que Actúan en el Proceso

  • Microorganismos:
    • Bacterias aeróbicas
    • Actinomicetos
    • Hongos
  • Mesoorganismos:
    • Lombrices
    • Cochinillas
    • Colémbolos

Los microorganismos degradan compuestos orgánicos para obtener energía y nutrientes para sus procesos vitales.

Descripción de las Etapas del Compostaje

  1. Mesófila: Los microorganismos mesófilos presentes comienzan a descomponer los materiales orgánicos. Se produce desprendimiento de calor y aumento de la temperatura. Se producen ácidos orgánicos, por lo que el pH del material desciende.
  2. Termófila: Cuando la temperatura sube a 40º C, actúan microorganismos termófilos, que continúan la descomposición y la temperatura sigue aumentando hasta valores de 60º C o mayores.
  3. Enfriamiento: Una vez descompuestas las sustancias anteriores, la temperatura comienza a descender y los hongos y demás microorganismos mesófilos que han sobrevivido comienzan a multiplicarse rápidamente, y descomponen productos más complejos como la celulosa, la lignina, entre otros.
  4. Maduración: Las tres primeras fases duran unas pocas semanas; sin embargo, para la maduración se requieren varios meses. En esta última fase se forman las sustancias húmicas.

Lombricultura: Producción de Humus y Proteínas

¿Qué es la Lombricultura?

Se entiende por Lombricultura las diversas operaciones relacionadas con la cría y producción de lombrices, y el tratamiento, por medio de estas, de residuos orgánicos para su reciclaje en forma de abonos y proteínas. Es una tecnología basada en la cría intensiva de lombrices para la producción de humus a partir de un sustrato orgánico. Es un proceso de descomposición natural, similar al compostaje, en el que el material orgánico, además de ser atacado por los microorganismos (hongos, bacterias, actinomicetos, levaduras, etc.) existentes en el medio natural, también lo es por el complejo sistema digestivo de la lombriz.

Clasificación Ecológica de los Gusanos de Tierra

Desde el punto de vista ecológico, los gusanos de tierra pueden dividirse en tres grandes grupos:

  • Epígeas: Viven sobre la superficie del suelo, se alimentan de materia orgánica y producen humus.
  • Endógeas: Son las más conocidas, viven dentro del suelo, cavan galerías horizontales y comen y defecan tierra.
  • Anécicas: Viven dentro del suelo, cavan galerías verticales y durante la noche suben a la superficie del suelo alimentándose de materia orgánica.

Razones Válidas para la Lombricultura

  • Permite decidir el alcance de la inversión.
  • Se puede fraccionar el cultivo.
  • No se necesitan grandes terrenos para su explotación.
  • No se requieren materiales especiales para la construcción del módulo o criadero y se puede utilizar cualquier material de la finca.
  • Se puede empezar cuando se quiera, incluso combinando la lombricultura con otras actividades agrícolas o ganaderas.

Principales Ventajas de la Lombricultura

  • Mejora la textura y estructura del suelo.
  • Sustituye la fertilización química.
  • Activa los procesos biológicos del suelo.
  • Aumenta las defensas contra plagas y enfermedades en las plantas.
  • Sirve para la alimentación de animales, ya sea viva o procesada en harina.
  • Sirve para la alimentación humana.

Formas de Cultivo en Lombricultura

Las formas de cultivo pueden ser:

  • Explotaciones familiares (en pequeña escala).
  • Explotaciones industriales (en gran escala).

Para cada uno de los casos, el lombricultor debe tener presentes los objetivos de la explotación.

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