El suelo agrícola como sumidero de carbono: El caso de la “terra preta do indio”.

Alcanzar la sostenibilidad de los agroecosistemas y la lucha contra el cambio climático son objetivos que guían el trabajo de infinidad de investigadores por todo el mundo. ¿Es posible combinar ambos objetivos para alcanzar un futuro mejor? Tal vez, pero primero es necesario echar un vistazo al pasado.

La “terra preta do indio” (tierra negra del indio) es un tipo de suelo que representa una anomalía respecto de los suelos vírgenes de la selva Amazónica. La riqueza de carbono orgánico del suelo, el elevado contenido en materia orgánica, la presencia de restos cerámicos y la importante comunidad biológica en ellos instalada generan suelos de elevada fertilidad y productividad agrícola que, además, resultan de la actuación del ser humano.

Los orígenes de este tipo de suelos se remontan a las poblaciones humanas que habitaron la región de la Amazonia mucho antes de la llegada de los europeos. Su creación y difusión se produjo entre el 800 a.C y el 500 d.C (Lehmann y Joseph, 2009, 2015), datado a través de pruebas de Carbono 14.

Existen algunos indicios de que la fertilidad de estos suelos sirvió de soporte a una importante población. Gaspar de Carvajal, cronista del primer europeo en descender por el río Amazonas en 1542, Francisco de Orellana, informó que la zona estaba densamente poblada, sugiriendo niveles de población y urbanización superiores incluso a los actuales. Esta observación fue corroborada un siglo mas tarde, en 1639, por una nueva expedición capitaneada por Pedro Texeira, en la crónica del jesuita Cristóbal de Acuña. Sin embargo, expediciones de siglos posteriores no encontraron rastro de estas civilizaciones y con el paso del tiempo el relato de Carvajal pasó a ser denigrado como pura fantasía.

El comienzo de la investigación sobre este tipo de suelos data de finales XIX. Estas primeras investigaciones confirmaban la existencia de unos suelos oscuros y muy fértiles en la Amazonia sin llegar a precisar su origen (Glaser y Woods 2004). Fue durante la década de los años ochenta del siglo XX cuando se intensificó la investigación sobre estos suelos (Smith 1980) y en los últimos años ha experimentado un importante auge en la literatura científica debido a su posible utilidad como sumidero de dióxido de carbono en la lucha contra el cambio climático.

CARACTERISTICAS DIFERENCIADORAS DE LOS SUELOS “TERRA PRETA”

¿Cuáles deben ser las características que deben tener los suelos agrícolas para que sean buenos sumideros de carbono? ¿y para que sean sostenibles? ¿Hasta qué punto es viable mejorar los suelos agrícolas de todo el planeta para que sean buenos sumideros de carbono y sostenibles? Dado su origen humano ¿Sería posible utilizar la estrategia de mejora del suelo desarrollada para crear los suelos “terra preta”? Para responder a estas preguntas, en primer lugar, vamos a tratar de caracterizar lo que diferencia este tipo de suelos de otros suelos agrícolas o naturales.

Los suelos del tipo “terra preta do indio” pueden identificarse por lo siguiente:

  1. Alto contenido de materia orgánica, tanto forma de organismos del suelo (OS) como en forma de moléculas orgánicas.
  2. Son el resultado de la acción humana que enmendó el suelo añadiendo de manera continuada carbón vegetal (o biocarbón), restos de cerámica, huesos y heces de animales y otros residuos orgánicos resultantes de su actividad.
  3. Conservan la fertilidad del suelo durante largos periodos de tiempo sin necesidad de aportes externos de nutrientes.
  4. Su productividad es hasta dos veces más alta (Marris E., 2006) y contienen hasta tres veces más materia orgánica, nitrógeno y fósforo que los suelos adyacentes (Glases, 2007). Pote
  5. Su contenido en materia orgánica y organismos del suelo (hongos, bacterias, lombrices, …) hace que su densidad aparente sea inferior a la de los suelos adyacentes.
  6. Las partículas de carbón vegetal (biocarbón) y de cerámica presentan una alta superficie específica por unidad de volumen que facilita la retención y almacenamiento de agua, nutrientes y moléculas orgánicas.
  7. Mayor cohesión y estructura del suelo como consecuencia de la interacción entre los organismos del suelo (principalmente hongos) y las partículas originarias de suelo, el carbón vegetal y los restos cerámicos que reducen los efectos de la erosión hídrica o eólica, la lixiviación de nutrientes e favorecen la biodiversidad.

De hecho, existen suelos de características similares en África e Iberoamérica y no tendría que ser un problema importante poder crearlos de nuevo. ¿no?.

MEJORA DE LA FERTILIDAD DE SUELOS A TRAVES DEL BIOCARBON Y LA MATERIA ORGANICA.

La idea de crear suelos mejorados, fértiles y sostenibles, mediante el antiguo conocimiento desarrollado para los suelos “terra preta do indio” parece interesante, pero ¿Cómo hacemos para crear suelos agrícolas fértiles, productivos y sostenibles que, además, sean importantes sumideros de carbono? Puesto que, necesariamente, va a ser un proceso que se va a extender en el tiempo, lo primero que hay que hacer es definir que indicadores son los que nos van a informar sobre si estamos realizando de manera correcta la mejora del suelo y que características debe tener el suelo al “finalizar” el proceso de transformación del suelo.

Capacidad de Intercambio Catiónico (CIC).

La Capacidad de Intercambio catiónico es una propiedad química del suelo muy vinculada a su fertilidad que depende del contenido de coloides inorgánicos (arcillas cristalinas, geles amorfos, óxidos y sesquióxidos de hierro y aluminio) y del contenido de materia orgánica. La mayoría de los suelos tienen CIC permanente y otra que varía con el pH (Krull et al., 2004), observándose un aumento de la CIC con el pH, por lo que la CIC total se mide a pH 8,2 (Tan y Dowling, 1984). Se considera que la CIC permanente proviene de la fracción arcilla, mientras que la CIC variable depende de las sustancias húmicas.

Carbono orgánico del suelo (COS)

El carbono orgánico del suelo (COS) se relaciona con la sustentabilidad de los sistemas agrícolas (agroecosistemas) afectando las propiedades del suelo relacionadas con el rendimiento sostenido de los cultivos. También se vincula con la cantidad y disponibilidad de nutrientes ya que puede modificar la acidez y la alcalinidad hacia valores cercanos a la neutralidad e incrementar la disponibilidad de diferentes nutrientes necesarios para la comunidad biológica que depende del suelo. Por otro lado, el carbono orgánico del suelo genera coloides de alta capacidad de intercambio catiónico (CIC). Además, su efecto en las propiedades físicas se manifiesta mediante la modificación de la estructura y la distribución del espacio poroso del suelo.

El carbono orgánico es esencial para la actividad biológica del suelo. En primer lugar, proporciona recursos energéticos a los organismos del suelo, mayoritariamente heterótrofos (consumidores de materia orgánica), en forma de carbono lábil (hidratos de carbono o compuestos orgánicos de bajo peso molecular) (Borie et al., 1999). En segundo lugar, la descomposición de los residuos orgánicos aumenta la disponibilidad de muchos elementos utilizados por las plantas. Finalmente, los organismos del suelo participan en la formación y estabilización de la estructura y porosidad del suelo (Singer y Munns, 1996, y Krull et al., 2004).

Carbón pirolítico (CP).

La denominación como carbón pirolítico se corresponde con su forma de generación mediante pirólisis de materia orgánica en condiciones de baja oxigenación. Otras denominaciones son las de biocarbón (en español), biochar (en inglés) o carbón vegetal, este último referido a un proceso “tradicional” de producción de combustible a partir de residuos vegetales (restos de poda y cosecha) para su utilización en los meses invernales.

Existen numerosas referencias sobre las ventajas de la utilización de carbón pirolítico (CP) aplicado a muy diferentes tipos de suelos, climas y para la producción de una amplia variedad de cultivos (Glaser et al. 2002; Chan et al. 2008; Major et al. 2010). En estos trabajos se demostró que su aplicación mejora las características físicas y químicas del suelo, aumentando la retención de los nutrientes y favoreciendo la disponibilidad de estos para las plantas. También describen cambios taxonómicos en las comunidades de microorganismos y estimulación de la actividad microbiana del suelo en relación con la presencia de biocarbón, así como el importante papel de algunos de los microorganismos (Trichoderma spp, …) y abonos orgánicos en la promoción del crecimiento vegetal e inducción de resistencia sistémica.

Organismos del suelo (OS).

La comunidad biológica que habita en el suelo (bacterias, hongos, lombrices, hormigas, …) y sobre el suelo (plantas y animales) tiene un importante papel sobre su productividad agrícola.

La incorporación de carbón pirolítico (biocarbón) al suelo induce el desarrollo de una mayor diversidad de microorganismos (Pietikäinen et al, 2000; Liang et al. 2010). La respiración basal del suelo unida a una mayor diversidad y crecimiento de las poblaciones de bacterias aumentó en suelos tratados con carbón pirolítico en varios estudios (Steiner et al. 2004; Steiner et al. 2008; Major et al 2009; O’Neill et al. 2009). Por otra parte, el gran número de poros del carbón pirolítico constituyó un hábitat de calidad que facilitó la colonización por micorrizas (Matsubara et al. 1995; Steiner et al. 2004; Warnock et al. 2007), hongos que se asocian a las plantas y mejoran su absorción de nutrientes. Otros microorganismos beneficiosos para los cultivos, como Rhizobium spp. (Beck, 1991; Rondon et al, 2006) Trichoderma spp. (Elad et al. 2010; Graber et al. 2010) y otras bacterias implicadas en la promoción del crecimiento e inducción de resistencia (como los actomicetos, entre otras especies) (Graber et al. 2010; Kolton et al. 2011), también se vieron favorecidos por la aplicación de carbón pirolítico.

Entre otras prácticas agrícolas, típicas de la agricultura orgánica o ecológica, disponemos de la asociación y rotación de cultivos. Los exudados de los cultivos y la presencia de diferentes especies cultivadas asociadas tienen efectos significativos sobre la salud vegetal de los propios cultivos, con efectos repelentes o disuasorios sobre una amplia variedad de plagas y enfermedades y efectos atrayentes o simbióticos sobre multitud de microorganismos beneficiosos.

El mantenimiento de los residuos de cosecha facilita la acumulación de carbono orgánico en el suelo. Los materiales orgánicos de hojas, tallos y raíces aportan recursos alimenticios a multitud de organismos del suelo que pueden transformarlos en formas mas estables de carbono orgánico como el humus (Martínez, E. et al. 2008). Lo mismo se puede decir de la incorporación de abonos de origen animal, aunque su composición puede generar efectos diferentes con respecto a los residuos vegetales para iguales tasas de incorporación (Krull et al. 2004).

La aportación de restos cerámicos reduce la densidad aparente del suelo, facilita la colonización por parte de organismos beneficiosos y la retención de nutrientes (Velasquez et al, 2015). Esto se debe al incremento de la porosidad que supone la incorporación de estos materiales que, en muchos casos, es mayor que la que pueden presentar otros agregados y coloides del suelo.

Estrategia de mejora.

Conforme al modelo de suelo “terra preta” se propone a continuación una serie procedimientos de mejora para generar o, incluso, regenerar suelos y hacerlos más sostenibles. La estrategia de mejora propuesta incorpora los siguientes elementos:

  • Aplicación de enmiendas orgánicas
    • Carbón pirolítico, generado a partir de residuos o cultivos que no incrementen la producción de gases de efecto invernadero, además de procesos con baja huella de carbono.
    • Residuos orgánicos (animales y/o vegetales) que incluyen:
      • Estiércoles y purines
      • Restos vegetales
      • Residuos del procesado de alimentos
      • Abonos verdes.
      • Aguas residuales, ….
  • Aplicación de enmiendas inorgánicas.
    • Dependiendo de la textura del suelo, incorporación de materiales cerámicos con alta relación entre su superficie específica y volumen.
    • Agentes dispersantes (yesos, materiales alcalinos o ácidos, …) para facilitar la incorporación de materia orgánica y el desarrollo de biomasa. Sólo en el caso de suelos degradados o enfermos.
  • Fomento de la actividad biológica y microbiológica.
    • Incremento de la disponibilidad de nutrientes, tanto para los microorganismos del suelo como para las plantas y otros organismos (lombrices, termitas, ganado, …). Esto incluye desde la aportación de fertilizantes hasta la aplicación de diversos tipos de fitoestimulantes o fertimejorantes.
    • Mantenimiento y conservación de la estructura del suelo, mediante el uso de prácticas agrícolas que la preserven (no laboreo, laboreo mínimo, …).
    • Inoculación, en su caso, de microorganismos beneficiosos para el desarrollo de los cultivos. Sólo en el caso de suelos degradados o enfermos.

Para saber si realmente se ha acertado en la elección de la estrategia de mejora del suelo y, en todo caso, observando un intervalo de tiempo para notar los efectos, debe prestarse atención a lo siguiente:

  1. Incremento significativo del contenido de carbono del suelo, tanto de carbono de degradación lenta como de otro tipo.
  2. Desarrollo, importante y saludable, de una comunidad de microorganismos útiles que se beneficia de los recursos del suelo.
  3. Expulsión de los microorganismos nocivos o potencialmente patógenos menos competitivos
  4. Mejora de la productividad y calidad de los cultivos o de la productividad y salud del ganado usuario del suelo.
  5. Aumento de la cantidad de nutrientes orgánicos e inorgánicos del suelo, unido a una disminución de los procesos de lixiviación y erosión hídrica y eólica.
  6. Reducción de la incidencia de fisiopatías, plagas y enfermedades sobre cultivos y ganado.
  7. Adecuado reparto del uso del suelo entre la fauna y flora silvestre y el ser humano, para un continuo mantenimiento de la sostenibilidad del agroecosistema. El reparto adecuado se produce cuando los indicadores anteriores presentan valores razonables que informan sobre la sostenibilidad del agroecosistema.

REFERENCIAS.

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Salud edáfica o como administrar de manera inteligente el suelo

Los suelos saludables son un lugar donde conviven una amplia variedad de microorganismos que proporcionan infinidad de servicios necesarios para la producción agrícola y ganadera. Muchos de ellos contribuyen a la formación del suelo ya que participan en la degradación de la materia orgánica y en los ciclos de diferentes elementos como el carbono, nitrógeno, oxígeno, azufre, fósforo o hierro, entre otros. Algunos de ellos son capaces de asociarse a las raíces de las plantas, influyendo en su crecimiento, desarrollo y productividad. Unos pocos de ellos facilitan el acceso de las plantas a ciertos nutrientes esenciales, las defienden del ataque de microorganismos patógenos presentes en el suelo o, incluso, las ayudan a defenderse o a curarse del ataque de diferentes plagas

La Salud Edáfica es aquel estado físico, químico y biológico del suelo que permite la expresión del máximo potencial productivo y reproductivo de la comunidad biológica que vive en su interior o sobre él, además de proporcionar servicios adicionales en cuanto a recuperación y almacenamiento de nutrientes esenciales para la fauna y flora del suelo; retención, depuración y almacenamiento de agua; control de plagas y enfermedades o prevención de la contaminación.

Un suelo saludable es esencial para una buena cosecha, manteniendo los nutrientes que necesitan las plantas y una estructura que las sostiene firmes y derechas. Una buena estructura del suelo asegura el aire y el agua que precisan las raíces de las plantas, además de favorecer el drenaje del exceso de agua. El suelo es el hábitat de innumerables seres vivos y la mayor parte de la biomasa viva del planeta se encuentra en su interior.

Los beneficios de un suelo saludable no solo son para los cultivos, sino que también es esencial para la buena crianza del ganado. Una comunidad biológica fuerte y vigorosa recicla de manera rápida y eficaz los residuos ganaderos, transformándolos en nutrientes accesibles para las plantas, mejorando la estructura del suelo y favoreciendo el crecimiento del pasto.

El control de la propagación de plagas y enfermedades es otro de los servicios que proporciona un suelo saludable. Esta demostrado que un buen estado fisiológico de las plantas afecta a las estrategias de reproducción de los insectos herbívoros, especialmente en lo que se refiere a su tasa de reproducción, fecundidad, tamaño de los huevos y selección del área de oviposición. La buena calidad de los alimentos que consume el ganado es fundamental para asegurar un mayor bienestar animal, una mejor calidad de los productos que de ellos se derivan y tiene un importante efecto beneficioso respecto de la incidencia y las consecuencias de muchas plagas y enfermedades que les afectan.

En muchos casos, los suelos saludables mejoran la limpieza, depuración y almacenamiento del agua. La infiltración de agua hacia capas más profundas de suelo se ve favorecida por la reducción de la densidad del suelo y el aumento de su porosidad (mayor tamaño promedio y número de poros) consecuencia de la actividad biológica. La reducción de la erosión y el arrastre de partículas mejora la calidad e higiene de las aguas superficiales. Además, actúa como un autentico sistema de filtración que evita que muchos contaminantes, tanto orgánicos como inorgánicos, puedan llegar hasta las aguas superficiales o los acuíferos subterráneos.

Evidentemente, los seres humanos somos usuarios del suelo, tanto para nuestros cultivos, ganado o industria como para otros usos del territorio (infraestructuras, viviendas, ocio, …). Todo ese suelo que utilizamos, en demasiadas ocasiones, no es bien administrado, se pierde o, simplemente, deja de proporcionarnos los beneficios y servicios mencionados anteriormente. Cuando esto es así, el suelo no se encuentra en buen estado de salud y comienza a degradarse o enfermar, más o menos rápidamente, hasta que nos damos cuenta de que la productividad agraria y ganadera disminuye, se necesitan mayores aportaciones de fertilizantes, fitosanitarios, zoosanitarios y plaguicidas y, lo que es peor, se incrementan los costes de producción que hacen menos accesibles los alimentos para quien los necesita.

CLASIFICACIÓN DE LOS SUELOS EN FUNCIÓN DE SU ESTADO DE SALUD EDÁFICA.

Una conclusión obvia sobre la Salud Edáfica es que se trata de un rasgo distintivo de los suelos que se debe proteger, mantener y potenciar. ¿Cómo lo hacemos? ¿De qué herramientas y conocimientos disponemos? ¿Para qué lo hacemos? ¿Qué debemos hacer para protegerla, preservarla o potenciarla?

En una misma zona climática es posible encontrar diferentes tipos de suelos en función de su composición fisicoquímica, textura, estructura o comunidad biológica. Algunos de estos suelos pueden tener una salud edáfica adecuada o suficiente y otros pueden encontrarse en diferentes etapas de degradación, deterioro o enfermedad. Y todo ello, muy influido por el uso y gestión que los seres humanos hagamos de ellos, incluso aunque “aparentemente” no hagamos nada.

Para poder clasificar los suelos conforme a su estado de salud y con independencia de su uso, incluiremos los suelos en las siguientes categorías:

  1. Saludables (o sanos).
  2. Enfermos
  3. Degradados
    1. Estables
    2. Recuperables
    3. Irrecuperables.
  4. Mejorados

Los suelos saludables se distinguen del resto de suelos porque presentan las siguientes características distintivas:

  1. Contienen los nutrientes necesarios para el crecimiento y desarrollo de la fauna y flora asociada al suelo.
  2. Conservan una textura y una estructura que sirven como soporte adecuado a las plantas adaptadas al ecosistema.
  3. Permiten acumular la cantidad necesaria y suficiente de agua y aire para las raíces de las plantas.
  4. Facilitan la instalación y propagación de una comunidad biológica que ayuda a controlar la propagación de plagas y enfermedades que afectan plantas y animales.
  5. Favorecen la depuración e/o infiltración del agua que va a parar a otras masas de agua (superficiales y/o subterráneas)

La participación de cada uno de estos factores va a depender, sobre todo, del clima. Aspectos clave para la fertilidad del suelo como pueden ser la Capacidad de Intercambio Catiónico (CIC), Capacidad de Campo (CC) o capacidad de depuración (CD), dependen en gran medida del contenido de materia orgánica y de una comunidad biológica asociada, activa y equilibrada.

La salud y la aptitud para la agricultura y ganadería son dos cualidades que no tienen por qué ser concurrentes en un mismo tipo de suelo. Puede existir un suelo saludable, como ocurre con algunos tipos de suelos de bosques tropicales vírgenes, de escasa aptitud agrícola o ganadera debido a que un cambio en su uso implica un cambio en las condiciones que mantienen saludable el suelo. Por el contrario, un suelo degradado o enfermo puede evolucionar a un suelo saludable si se cambia su uso o, simplemente, se devuelve al medio natural.

Los suelos enfermos son todos aquellos en los que una o varias de las condiciones que definen a los suelos saludables, no se cumplen. Estableciendo como marco de referencia a un suelo saludable con unas determinadas características físicas, químicas, biológicas y climáticas, es fácil definir el grado de “enfermedad” de este tipo de suelos e, incluso, que enfermedad concreta padecen. Por ejemplo, un suelo puede estar enfermo simplemente porque esta contaminado por una sustancia tóxica o un microorganismo patógeno. Desde el punto de vista agrario, si se trata de un agente fisicoquímico que, por exceso o por defecto, produce síntomas de una enfermedad, estaríamos hablando de una Fisiopatía, mientras que si se trata de un agente biológico estaríamos frente a una plaga o enfermedad.

Una tercera categoría se corresponde con los suelos degradados. Este tipo de suelos se diferencia de los suelos enfermos en que el agente causante de la degradación ya se encontraba presente en el suelo y no procede de fuentes ajenas al propio suelo. Por ejemplo, un suelo con alto contenido de sales, como el que se puede encontrar en una marisma próxima a la desembocadura de un rio, es un tipo de suelo degradado. Sin embargo, aunque el suelo de la marisma se encuentre degradado eso no quiere decir, necesariamente, que no pueda evolucionar hacia un buen estado de salud ya que la tecnología, el trabajo y el tiempo podría regenerar el suelo hasta llegar a ser un suelo saludable.

Por otra parte, los suelos degradados se pueden clasificar, atendiendo a su posible evolución futura, en suelos degradados estables, recuperables o irrecuperables.

Los suelos degradados estables son aquellos que no evolucionan o no tienen posibilidad de evolucionar a corto plazo hacia otro grado de salud o de enfermedad (por algún tipo de deficiencia). Por ejemplo, el suelo de una marisma natural sin intervención humana puede conservar un determinado grado de degradación durante mucho tiempo, sin que afecte a su estado de salud o enfermedad.

Cuando un suelo degradado puede ser intervenido por el ser humano para tratar de recuperar su uso, estaríamos ante un suelo recuperable y en caso contrario, estaríamos ante un suelo irrecuperable. La estrategia habitual para recuperar un suelo degradado suele ser la aportación de enmiendas de tipo físico, químico o biológico con efectos sobre la textura y, sobre todo, la estructura del suelo. Un suelo con problemas de salinidad como consecuencia de un deficiente manejo del riego, puede ser recuperable en muchos casos si se aplican cantidades suficientes de agentes dispersantes (yeso), materia orgánica y agua de buena calidad (baja salinidad). Un suelo contaminado por un determinado agente (físico, químico o biológico) puede ser neutralizado o eliminado mediante la aportación al suelo de otro tipo de agentes antagonistas, limpiadores, bloqueantes, etc. En cualquier caso, la posibilidad de recuperar un suelo depende en gran medida de varios factores:

  1. La viabilidad económica de la recuperación.
  2. La capacidad de mejora de la “Higiene” del agroecosistema.
  3. Los posibles efectos perjudiciales o negativos sobre áreas próximas o sobre el conjunto del ecosistema o área de influencia.

Finalmente, se encuentra la categoría de los suelos mejorados. Son suelos creados de manera intencionada por el ser humano que no existen de manera natural y que se obtienen a partir de suelos vírgenes de escasa productividad o bien de suelos enfermos o degradados que no producen lo suficiente como para satisfacer las necesidades humanas. La tecnología y el tiempo son los dos factores clave para conseguir este tipo de suelos saludables. En muchos casos, la sostenibilidad del agroecosistema es una consecuencia posible derivada de la creación de este tipo de suelos.

Como ejemplo de suelo saludable mejorado disponemos de los suelos tipo “terra preta do indio” (tierra negra del indio) que aparecen en amplias zonas de la cuenca del rio Amazonas, aunque también se han descrito suelos de características similares en algunas zonas de África, Asia y América.

Los suelos “terra preta” contienen una comunidad biológica amplia y diversa (mayor que la de los suelos no mejorados circundantes) asociada al suelo (hongos, bacterias, lombrices, …), una capacidad de intercambio catiónico (CIC) elevada, producen de manera continuada durante muchos ciclos de cultivo y dificultan, ralentizan o, incluso, evitan la aparición de muchas fisiopatías, plagas y enfermedades. Desafortunadamente, no se sabe a ciencia cierta como se crearon este tipo de suelos, aunque hay un amplio consenso respecto al importante papel de un elevado contenido de carbono en el suelo derivado de enmiendas con carbón obtenido de pirolisis (combustión con bajo contenido de oxígeno). En una próxima entrada del blog veremos una propuesta para crear este tipo de suelos y que características hacen que puedan ser sostenibles.

CONCLUSIONES.

  • La caracterización de un suelo como saludable puede ser una herramienta más para detectar o crear agroecosistemas sostenibles.
  • La comunidad biológica asociada al suelo tiene un papel muy importante en la recuperación y reciclaje de los nutrientes que las plantas o los cultivos necesitan, además de proporcionar, en algunos casos, servicios de protección frente a fisiopatías, plagas o enfermedades.
  • La enfermedad o degradación de un suelo son conceptos diferenciados que en algunos casos pueden estar relacionados
  • La salud edáfica depende del uso que se haga del suelo, independientemente de si es utilizado por el ser humano o por la fauna y flora silvestre.
  • La recuperación de suelos degradados o enfermos depende de factores económicos, higiénicos y que afecten al entorno
  • Es posible realizar una mejora del suelo para atender a las crecientes necesidades del ser humano en un planeta con recursos limitados, aunque solo será sostenible si el suelo resultante tiene las características de un suelo saludable

Agroecosistemas sostenibles y equilibrio hidráulico

La sostenibilidad de un agroecosistema depende de una serie de factores naturales que son función de las condiciones de suelo, clima y orografía del terreno sobre el que se asienta. El agua disponible es un elemento clave para la sostenibilidad del agroecosistema, pero no es el único. La tecnología y la adecuada gestión de la flora y fauna, tanto silvestre como doméstica, son otros elementos clave para mantener la sostenibilidad a lo largo del tiempo.

Cuando el ser humano interviene sobre un ecosistema natural para obtener los recursos que necesita lo puede hacer de dos formas:

  1. De forma insostenible.
  2. De forma sostenible.

La forma insostenible es aquella en la que hay que invertir cada vez mas recursos, principalmente trabajo y tecnología, para evitar que el ecosistema deje de proporcionar los recursos que el ser humano necesita. Esto quiere decir que se resuelven los problemas conforme van apareciendo en lugar de disponer de una estrategia general de gestión de los recursos naturales para controlar los problemas y adoptar soluciones.

La forma sostenible es aquella en la que solo hay que invertir los recursos necesarios para controlar los problemas que puedan aparecer y anticiparse a la previsible evolución del ecosistema para tomar las medidas previstas. Hay que destacar que cualquier forma sostenible de gestión de los recursos naturales va a ser dinámica en el tiempo en función del comportamiento en cada momento del ecosistema, tanto si favorece a los intereses de los seres humanos como si no lo hace. Esto quiere decir que la estrategia tiene un alto componente preventivo y de adaptación a los posibles cambios que puedan aparecer.

Dentro de lo que puede ser una forma sostenible de gestionar un ecosistema, también podemos distinguir entre la gestión sostenible equilibrada y la gestión sostenible mejorada.

En el primer caso, se busca optimizar los recursos naturales disponibles en el ecosistema estableciendo un mecanismo de reparto entre los recursos que va a ir al ser humano, sus cultivos y su ganadería, respecto de los recursos que van a ir a la flora y fauna silvestre. La autorregulación de las distintas poblaciones y el respeto a los ciclos naturales son dos elementos clave para la optimización.

Por otra parte, en el segundo caso, además de establecer un mecanismo de reparto de los recursos naturales, se busca mejorar la cantidad y utilidad de los recursos a un nivel superior. Esto favorece que haya una mayor cantidad de recursos para repartir o un mejor uso de los recursos disponibles, además de una menor presión sobre la regulación de las distintas poblaciones, aunque sigue siendo necesario respetar los ciclos naturales (agua, nutrientes, suelo, …). La tecnología adquiere un papel protagonista para obtener mayores rendimientos de los recursos disponibles o incrementar la cantidad de recursos disponibles, y eso se puede hacer interviniendo sobre factores bióticos (mejora vegetal y ganadera, maquinaría, manejo integrado de plagas y enfermedades, …) o sobre factores abióticos (infraestructuras hidráulicas, protección contra la erosión, mejora de la infiltración, …).

En ambos casos, la cantidad de agua accesible es un factor clave porque todos los seres vivos del ecosistema dependen de ella para vivir.

Veamos a continuación sendos ejemplos de agroecosistemas sostenibles: equilibrados y mejorados.

LA DEHESA

La dehesa es un agroecosistema sobre el que hay cierto grado de acuerdo en la comunidad científica respecto a su sostenibilidad. No es exclusivo de España, aunque de ahí procede su denominación.

Desde un punto de vista general, la dehesa es un agroecosistema equilibrado en el que existe una o un grupo de especies vegetales destacadas, normalmente de gran longevidad, de la que o de las que se aprovecha directamente el ser humano, sus cultivos, su ganado y la flora y fauna silvestre. En el caso concreto de la dehesa española, la especie vegetal destacada suele ser la encina (Quercus Ilex) o el alcornoque (Quercus suber) de donde los seres humanos extraemos madera, corcho, bellotas, carbón vegetal, hongos o setas, pastos, etc.; tenemos diferentes cultivos (trigo, cebada, altramuz, …); diferentes especies de ganado (porcino, vacuno, aviar, …) e, incluso, se “aprovecha” la flora y la fauna silvestre mediante la caza, la pesca o la recolección. Y todo ello manteniendo bastante bien los servicios de la fauna y flora silvestre en cuanto a protección contra la erosión (hidráulica y eólica), protección contra plagas y enfermedades (consumo de insectos, control de vectores de enfermedades, depredación de parásitos, …), retención del agua del suelo, etc.

Nopal o Chumbera (Opuntia ficus-indica)

Como hemos comentado, no es un agroecosistema exclusivo de España, ya que en otros lugares del planeta existen agroecosistemas bastante similares en su esencia. Por ejemplo, en grandes áreas de México existe algo parecido a la dehesa española donde la especie vegetal destacada es el Nopal (Opuntia ficus-indica) que se aprovecha directamente por los seres humanos como alimento (frutos y nopal-verdura) o combustible (madera) y por el ganado, además de ser una fuente valiosa de recursos para el resto la flora y fauna del ecosistema que también proporciona servicios adicionales. En el centro y oeste de Asia, en los actuales Turquía, Irán, Afganistán, Pakistán, Turkmenistán, Kazajistán, Kirguistán, Turkmenistán, Tayikistán o Uzbekistán, existe otro gran agroecosistema asimilable a la dehesa española en la que la especie vegetal dominante y de gran longevidad es el Pistacho silvestre (Pistacia vera) del que se extrae madera para cocinar y calentarse, frutos comestibles; y pastos para el ganado (ovejas, cabras, vacas, etc.), además de servir de refugio y protección para una amplia variedad de especies silvestres.

Otro aspecto que destacar de la dehesa como modelo de agroecosistema sostenible es la carencia o escasez de infraestructuras de gestión del agua. Aunque en la actualidad existen muchas dehesas con infraestructuras para almacenar agua en superficie para utilizarla en periodos de sequía, también es cierto que en muchas ocasiones no ha supuesto una mejora del agroecosistema desde el punto de vista de la sostenibilidad.

Por tanto, lo que define a una dehesa como agroecosistema sostenible, en principio, sería:

  1. La existencia de una o unas pocas especies vegetales destacadas.
  2. El uso directo de la especie o especies vegetales destacadas como recurso por parte del ser humano (alimentos, combustible, …)
  3. El uso indirecto de los recursos del agroecosistema a través de los cultivos y/o el ganado, además de por la caza, la pesca o la recolección.
  4. El mantenimiento de los “servicios impagables” al ser humano por parte de la flora y fauna silvestre.
  5. Ausencia de una gestión, implícita o explicita, del agua.
  6. El almacenamiento de recursos extraídos del agroecosistema para las épocas de carestía (sequias, inundaciones, …)

Durante muchísimos siglos, este tipo de agroecosistemas han sido sostenibles y han permitido la convivencia en mutuo beneficio entre el Hombre y la fauna y flora silvestre. Actualmente, con el uso de la tecnología y la perdida de las tradiciones agrarias, es muy posible que algunos de estos agroecosistemas se encuentren seriamente amenazados en su sostenibilidad y pueden volverse insostenibles en el futuro, si es que no lo son ya.

La dehesa no es el único modelo de agroecosistema mas o menos sostenible que hemos inventado los seres humanos. Hay otras formas de alcanzar la sostenibilidad.

LAS ACEQUIAS DE CAREO.

Las acequias de careo son parte de la infraestructura hidráulica de un complejo agroecosistema muy productivo que existe desde hace muchos cientos de años en el sur de España, concretamente en una comarca conocida como las Alpujarras, provincia de Granada.

Los agroecosistemas en los que el control y gestión del agua accesible los vuelve sostenibles, sólo tienen en común la existencia una infraestructura hidráulica que permite reducir y ralentizar el traslado del agua desde cotas altas a cotas bajas. Esta infraestructura común tiene como elemento básico una red de canales o acequias que siguen, aproximadamente, las curvas a nivel (a la misma altura sobre el nivel del mar) y que permiten la infiltración hacia capas mas profundas del suelo del agua que transportan. Además, los canales de recarga se construyen para que duren mucho tiempo, con pendientes muy reducidas que mitigan en gran medida la erosión hidráulica.

Diagrama de canales de infiltración o recarga.

El sistema de acequias de careo no es único ya que existe otro muy similar que se puede denominar sistema de amunas, muy presente en la zona occidental de América del Sur en los actuales Ecuador, Perú, Bolivia, Chile e, incluso, parte de Argentina. La diferencia fundamental se encuentra en las infraestructuras hidráulicas creadas en cada caso.

Volviendo al sistema de acequias de careo, presenta una serie de componentes interesantes:

  1. Una red de acequias de careo o canales de recarga, entrelazada y extensa, que parte de zonas próximas a las cumbres montañosa y va descendiendo hacia los valles fluviales y las zonas de cultivo. Esta red tiene tres funciones:
    1. Transportar el agua hacia cotas bajas.
    2. Infiltrar el agua hacia capas más profundas del suelo.
    3. Favorecer el crecimiento de los pastos y los árboles que se encuentran entre niveles de acequias de careo.
  2. Una red de aljibes o reservorios de agua en la que se almacena parte de lo recogido por las acequias de careo, debidamente protegidos frente a posibles contaminaciones para que el agua pueda ser utilizada de forma segura.
  3. Una red de abastecimiento de agua para los cultivos y el ganado que emplea tanto el agua procedente de las acequias de careo como la que brota de los manantiales, convenientemente “recargados” por esas mismas acequias de careo mediante infiltración profunda. Los seres humanos recogen agua para su consumo de manantiales separados de los lugares donde bebe el ganado. También se utiliza este agua para el riego de diferentes cultivos.
  4. Una red de puntos de vertido del excedente de agua en ríos o cauces naturales que favorece un caudal mas o menos continuo a lo largo del año.
  5. Una ganadería trashumante que aprovecha los pastos de alta montaña en verano y los pastos de los valles en invierno.
  6. Una serie de zonas de cultivo diferenciadas, donde las que tienen menor pendiente y se encuentran más próximas a los núcleos de población, son de cultivos herbáceos u hortícolas, mientras que, las que tienen una pendiente más acusada, son para cultivos frutales, forestales o pastos para el ganado, normalmente aprovechando los espacios entre acequias de careo a diferentes alturas.
  7. Una red de saltos de agua y diques para recoger, trasvasar o derivar caudales de agua entre acequias de careo a diferentes alturas o entre acequias de careo y cauces naturales.
  8. Una organización comunal que asigna las tareas de construcción, reparación y mantenimiento de las diferentes infraestructuras y que realiza el reparto de agua para los diferentes usos.

Las acequias de careo forman parte de un sistema de gestión del agua accesible bastante completo y, ciertamente, muy sostenible que pervive en la actualidad después de cientos de años de funcionamiento ininterrumpido. Evidentemente, para llegar a este punto de sostenibilidad, el esfuerzo y trabajo de muchas generaciones de los habitantes de la zona, unido al azar y la necesidad de encontrar soluciones a los problemas, facilitan la labor de mantenimiento y control del agroecosistema.

Equilibrio hidráulico o como buscar la sostenibilidad de los agroecosistemas a través de una gestión responsable del agua.

Los agroecosistemas sostenibles/sustentables deben tener el agua suficiente para todos los usos posibles por parte del ser humano y el resto de los seres vivos que habitan en él. En este artículo veremos una aproximación a la forma en que se puede conseguir y mantener un agroecosistema en modo sostenible/sustentable

El equilibrio hidráulico es una forma de valorar la sostenibilidad de un ecosistema mediante la comparación entre la cantidad de agua disponible para su uso y el uso que se hace de ella. Esto quiere decir que, ante una determinada cantidad de agua procedente de la precipitación atmosférica se producen determinados usos como pueden ser la existencia de una determinada población de seres vivos, las aguas superficiales y subterráneas o el contenido de agua del suelo.

Evidentemente, los seres humanos somos usuarios del agua que cae del cielo, tanto para consumo propio como para consumo de nuestros cultivos, ganado o industria. Toda esa agua que utilizamos, obviamente, no está disponible para el resto de los seres vivos del ecosistema lo que condiciona su población, aunque eso no tiene por qué suponer un problema insalvable para el conjunto del ecosistema. Si esto es así, nos encontramos ante un agroecosistema sostenible que se mantiene en el tiempo o sustentable porque puede ser “utilizado” en sucesivos ciclos de tiempo. Hay que tener en cuenta que el resto de los seres vivos proporcionan “servicios” impagables a los seres humanos como pueden ser el control de plagas y enfermedades de nuestros cultivos o ganado, protección contra la erosión (tanto hidráulica como eólica), retención de agua de precipitación, mejora de la infiltración de agua hacia los recursos subterráneos, etc.

EL ECOSISTEMA BASE

Puesto que el Hombre ya lleva una buena temporada sobre este planeta (más de un millón de años, dicen) estaría bien hacer un experimento mental sobre cómo fueron los ecosistemas naturales antes de su llegada y cómo podemos suponer que se alcanzaba el equilibrio hidráulico en ellos.

En este ecosistema natural, al que denominaremos ecosistema base, no existía ningún tipo de regulación o almacenamiento de agua como hacemos actualmente los seres humanos. Tampoco se podía aprovechar el agua subterránea porque, salvo que saliera de la tierra (manantiales naturales) no estaba accesible. Y de utilizar agua desalada, mejor ni pensarlo. Por tanto, este ecosistema solo disponía del agua a la que pueden acceder los seres vivos de manera natural o, de otra forma, sólo disponían del agua accesible. Dependiendo de la cantidad de agua accesible en el ecosistema podía existir en un momento dado mayor o menor población de seres vivos.

Además del agua accesible es de suponer que no toda el agua que caía del cielo era utilizada por los seres vivos, generándose, desde el punto de vista de la utilidad, un agua excedente o inaccesible que podía tener otros usos por parte del territorio en el que se asienta el ecosistema. Entre otros “usos” posibles vamos a destacar los siguientes:

  • Evaporación hacia la atmosfera.
  • Almacenaje (lagos y corrientes superficiales permanentes)
  • Exportación (hacia otros ecosistemas, hacia el mar, a los acuíferos subterráneos, reacciones químico-geológicas, etc.).

De manera que la suma del agua accesible y el agua excedente o inaccesible se correspondía, más o menos exactamente, con el agua disponible de la precipitación atmosférica. Para no complicar el asunto, no incluiremos dentro del agua accesible a las posibles aportaciones de agua desde otros ecosistemas que, en general, vamos a considerar poco significativa e incluida dentro del agua disponible.

 

Por cierto, no se nos debe olvidar que ese ecosistema base estará asociado a un determinado territorio, clima y suelo en el que existen unas determinadas especies de flora y fauna adaptadas al mismo. Y que en todo el planeta no hay un único ecosistema, sino una multitud de ellos que interactúan a su vez unos con otros y con el medio físico.

EL AGROECOSISTEMA SOSTENIBLE/SUSTENTABLE.

Introduzcamos al Hombre en la balanza del equilibrio hidráulico.

Ahora los seres vivos que forman parte de los ecosistemas naturales ya no están solos, sino que hay que incluir a la población humana, los cultivos, el ganado y el uso del territorio. Con uso del territorio nos referimos a nuestras viviendas, granjas, industrias, carreteras y, en general, todas las infraestructuras que los seres humanos necesitamos para vivir o para nuestro ocio, que también es importante. Puesto que los recursos del planeta son limitados y finitos, toda “ocupación” del ecosistema con nuestra población, cultivos, ganado o infraestructuras repercute en la población de seres vivos del resto del ecosistema natural, ya sea reduciendo su población o, directamente, extinguiendo a diferentes especies que no son capaces de “convivir” con nosotros por diferentes motivos. Es cierto que nuestra tecnología nos permite maximizar el rendimiento de los recursos disponibles (mejora vegetal y ganadera, fertilizantes, maquinaria, etc.) de manera que todavía hoy podemos atender, de mejor o peor manera, a una población creciente de seres humanos, pero eso no quiere decir que lo podamos hacer siempre. Debemos poner los ecosistemas a los que afectamos (¿todos?) en modo “sostenible” para que podamos seguir viviendo, con un adecuado nivel de “confort” en el planeta que nos ha visto aparecer.

Bueno, esto está muy bien, pero ¿Cómo lo hacemos?

Ya lo hemos hecho, y no una, sino varias veces a lo largo de la historia de la Humanidad y todavía hoy lo hacemos en algunos ecosistemas naturales intervenidos o agroecosistemas. Actualmente es muy posible que dispongamos de la tecnología, infraestructuras y, probablemente, inteligencia suficiente como para hacer sostenible nuestro uso de los ecosistemas naturales. En los tiempos históricos en los que la humanidad tenía una población relativamente escasa en la inmensidad del planeta, nuestro impacto era también escaso o no lo suficientemente significativo para producir efectos permanentes sobre el ecosistema. Actualmente eso no es así, somos muchísimos seres humanos sobre el planeta y nuestro uso de los recursos naturales finitos está alcanzando cotas que podrían en un futuro colapsar los ecosistemas y ocasionarnos graves problemas. Del cambio climático, mejor ni hablamos.

Por una vez, y que sirva de precedente, vamos a aprender de nuestros aciertos y no de nuestros errores. En la próxima entrega veremos algunos ejemplos de agroecosistemas sostenibles y sacaremos algunas conclusiones al respecto.