Kitabı oku: «El suelo de cultivo y las condiciones climáticas. AGAH0108», sayfa 2
4. La materia orgánica en el suelo: efectos sobre las propiedades físicas, químicas y biológicas
El suelo está formado por componente sólido, líquido y gaseoso. Las partículas sólidas pueden ser de origen mineral y orgánico. Los minerales provienen de rocas disgregadas y la materia orgánica son los restos vegetales que hay en el suelo en distintas etapas de descomposición, así como los microorganismos y los productos de origen animal.
Las fuentes principales de materia orgánica son:
1 Restos de cosecha.
2 Estiércol y abonos verdes, enmiendas orgánicas.
3 Vegetación espontánea enterrada.
4 Microorganismos del suelo, que necesitan nitrógeno para vivir.
4.1. Importancia de la materia orgánica
Los factores beneficiosos que ejerce la materia orgánica sobre el suelo, y por tanto sobre los cultivos, son:
| Acción sobre las propiedades físicas | Favorece la formación de agregados y la estructuración del suelo. |
| Incrementa la capacidad de retención de agua disponible para las plantas. | |
| Amortigua el impacto de las gotas de lluvia y viento, evitando la erosión. Reduce la formación de costras. | |
| Disminuye la resistencia del suelo a la penetración de raíces y al crecimiento radicular. | |
| Acción sobre las propiedades químicas | Mejora la fertilidad del suelo, al liberar nutrientes. |
| Eleva la capacidad amortiguadora de cambios de pH. | |
| Forma compuestos órgano-minerales que favorecen la absorción de nutrientes. | |
| Acción sobre las propiedades biológicas | Proporcionan energía y nutrientes para la flora y fauna del suelo. |
| Libera hormonas reguladoras del crecimiento vegetal durante la descomposición. |
4.2. Problemas relacionados con la materia orgánica
Ya se ha visto la importancia que tiene la materia orgánica en la fertilidad de los suelos y que su cantidad varía a lo largo del tiempo. En los suelos de los bosques y en terrenos no cultivados, la cantidad de humus se establece auto-máticamente, debido a que el aporte de restos vegetales y la descomposición del humus son independientes o dependen poco de la acción del hombre.
Sin embargo, en suelos cultivados, el agricultor puede influir en gran medida en el aumento o descenso del contenido de humus.
Aunque en un suelo se encuentra humus en distintas etapas de descomposición, la cantidad de nitrógeno varía poco, suponiendo el 5 % del peso total del humus aproximadamente.
Nota
En países fríos son normales niveles del 5 % de nitrógeno, pero en países templados, como España, la descomposición del humus es muy rápida y, por tanto, es difícil alcanzar esa proporción.
En muchos suelos de secano, el análisis revela que no se llega al 1 % de nitrógeno respecto al peso total del humus. Para intentar llegar a niveles aceptables el agricultor puede adoptar medidas.
Los mayores problemas con los que se encuentra el agricultor en este sentido son:
1 La mecanización del campo. Se ha visto que el mejor aporte de materia orgánica es el estercolado pero, con la modernización del campo y el uso de tractores, se ha disminuido radicalmente. El estiércol no puede sustituirse con abonos minerales. Para paliar esta situación, se recomienda conjugar la agricultura con la ganadería, aportando materia orgánica de forma continuada, ya sea estiércol o abonado en verde.
2 Quema de rastrojos frente al enterrado de paja. Otra consecuencia de la mecanización es la escasez de paja en las parcelas, gracias a la acción de las cosechadoras, siendo la paja el constituyente básico para la elaboración de estiércol. También hay que tener en cuenta que el enterrado de la paja es menos eficaz que el aporte de estiércol. De todas formas, es mejor aportar la paja que no hacer nada, teniendo en cuenta que la quema de la paja provoca la muerte de muchos microorganismos.
Uno de los principales problemas con se encuentran los agricultores es la quema de rastrojos
5. Propiedades físico-químicas del suelo: capacidad de intercambio catiónico (CIC), suelos ácidos, suelos básicos, corrección de los mismos
Los minerales, integrados cada uno de ellos por diversos elementos químicos, al disolverse en el agua se disocian en iones. Los iones son partículas pequeñísimas que tienen carga eléctrica. Si es positiva se denominan cationes y si es negativa, aniones. Los cationes más importantes en el suelo están constituidos generalmente por un solo elemento químico. Por el contrario, los aniones suelen estar constituidos por varios elementos.
Los iones pueden encontrarse en el suelo en las siguientes formas:
1 En disolución en agua.
2 Retenidos en la superficie de las partículas del humus o la arcilla.
3 Formando parte de un mineral del suelo o asociados al humus formando compuestos complejos.
Nota
En este último caso, no están asimilables para las plantas.
La planta absorbe iones del suelo para alimentarse y a medida que lo hace, pasan los iones retenidos a estar disueltos, por tanto, disponibles para las plantas. Por el contrario, cuando la concentración de un catión en la solución de suelo aumenta (por abonado) parte de los cationes de la solución del suelo pasan al complejo de cambio.
Los iones, cuando están disueltos en agua, pueden ser retenidos por la fase sólida, liberando a su vez otros iones que estaban inicialmente asociados a la fase sólida (humus y arcilla). Este intercambio iónico afecta principalmente a cationes y, en menor medida, a aniones.
El complejo de cambio, arcillas y humus, posee carga negativa, lo que permite retener en su superficie cationes.
Los principales cationes que son retenidos por las partículas de humus y arcilla son: calcio, potasio, magnesio, sodio, hidrógeno y amonio. Y el anión fosfato.
Definición
Capacidad de Intercambio Catiónico
Es la cantidad total de cationes que puede sujetar el complejo de cambio.
A continuación se muestra la Capacidad de Intercambio Catiónico de distintos componentes.
| COMPONENTES | CIC (meq/100 g) |
| Caolinita | 15 |
| Montmorillonita | 120 |
| Vermiculita | 150 |
| Illita | 25 |
| Clorita | 30 |
| Materia orgánica humificada | 200 |
En la tabla se observa que las CIC de las arcillas son menores que la materia orgánica. Pero en nuestros suelos, pobres en materia orgánica, es la arcilla el agente principal del intercambio catiónico.
Beneficios de una elevada CIC:
1 Al tener mayor CIC, mayor es la cantidad de iones que quedan absorbidos al complejo y protegidos de la pérdida por lavado.
2 Al tener mayor cantidad de iones en el complejo, se reponen con mayor velocidad cuando desciende la concentración de estos en el suelo.
3 La concentración de los iones disueltos permanece baja, de forma que no interfiere en las raíces ni los microorganismos del suelo.
Aplicación práctica
Si se encuentra un finca, con un suelo franco arcilloso, de color oscuro y con un contenido del 3 % de materia orgánica y un 30 % de arcilla, de la cual la mitad es vermiculita y la otra mitad, clorita, ¿cuál es la CIC del suelo?
SOLUCIÓN
Se observa en al tabla que la materia orgánica tiene una CIC de 200, la vermiculita de 150 y la clorita de 30. Una vez conocidos estos datos, se procede a aplicar el porcentaje correspondiente.
1 5 % de m.o. = 0,05 × 200 = 10
2 15 % de vermiculita = 0,15 × 150 = 22,5
3 15 % de clorita = 0,15 × 30 = 4,5
4 Total CIC = 10 + 22,5 + 4,5 = 37,3
5.1. pH
El pH es un valor que se usa para indicar la acidez o alcalinidad de una sustancia. La escala de pH oscila entre los valores: 0 (más ácido) y 14 (más básico). Un valor 7 es neutro.
Cada cultivo tiene un rango óptimo para el desarrollo. A continuación, se muestran rangos y pH óptimos de algunos cultivos:
5.2. Suelos ácidos
Los suelos ácidos son aquellos que tienen un pH inferior a 7, y los que tienen un pH superior a 7 se denominan básicos.
Los suelos ácidos resultan muy desfavorables para el desarrollo de la mayoría de las plantas, debido a que disminuyen la disponibilidad de nutrientes para las plantas y la actividad microbiana del suelo.
Para corregir el pH del suelo se pueden emplear productos con calcio y magnesio. Las operaciones destinadas a corregir la acidez del suelo se denominan enmiendas, y en ellas se utilizan productos calizos.
En la aplicación de enmiendas calizas se puede emplear distintos productos como calizas molidas y cal viva y apagada.
Recuerde
El calcio es el elemento esencial para las plantas en su crecimiento y fructificación.
5.3. Suelos básicos
Los suelos básicos son aquellos que tienen un pH alto, con valores superiores a 7. Los suelos básicos ocasionan problemas en la fijación de algunos elementos, como el hierro, entre otros.
En jardinería, para el cultivo de algunas plantas es recomendable acidificar el suelo, como sucede con la azalea, que tiene un pH óptimo ligeramente ácido.
Para bajar el pH, se recurre a aplicaciones de azufre elemental o de compuestos de azufre.
Consejo
Hay que tener en cuenta que a la hora de bajar el pH del suelo se debe administrar con suficiente antelación para que se oxide y no afecte al cultivo.
Nota
El azufre agrícola es el acidificante más barato, salvo que se disponga de un subproducto industrial.
6. Salinidad de suelos: corrección de la salinidad
6.1. Suelos salinos
Se denomina que un suelo es salino cuando tiene una alta concentración de sales, predominando el calcio (Ca 2+).
Este problema se presenta cuando las sales solubles, procedentes del agua de riego generalmente, se acumulan en la solución del suelo a grandes concentraciones, con la consecuente merma de la producción, debido a una disminución de la disponibilidad del agua para el riego del cultivo.
Los efectos de la sequía y de un suelo salino son muy similares, ya que en ambos casos se paraliza el crecimiento, hay daños en las hojas y muerte (después de la exposición a alta salinidad en un periodo de tiempo prolongado).
Pero algunas plantas pueden cultivarse en suelos salinos. A continuación, se muestra el grado de sensibilidad de diversos cultivos a la salinidad.
| Tolerancia elevada | Tolerancia media | Tolerancia baja |
| Palmera datilera Remolacha de mesa Berza Espárrago Espinaca Albardín Hierba de las Bermudas Hierba de Rhodes Centeno silvestre del Canadá Grama Cebada Loto Remolacha azucarera Nabina Algodón Etc. | Olivo Vid Melón Tomate Col Coliflor Lechuga Patata Zanahoria Guisante Calabaza Meliloto Bromo de montaña Alfalfa Centeno Trigo Avena Alpiste Arroz Maíz Girasol | Peral Manzano Naranjo Pomelo Ciruelo Almendro Albaricoquero Melocotonero Fresal Limonero Aguacate Rábano blanco Apio Judía Trébol blanco Trébol híbrido Haba Trébol rojo Trébol ladino |
La salinidad de un agua de riego depende de la cantidad total de sales disueltas, y se mide por la conductividad eléctrica, expresada en dS/m.
Algunas aguas de riego presentan un elevado contenido en sales y son propensas a crear suelos salinos. Cuando se utilizan aguas con estas características deben aplicarse cantidades muy superiores a las requeridas por el cultivo. De esta manera, el exceso de agua puede disolver y arrastrar sales, drenado el suelo. A este fenómeno se le denomina lavado de suelo.
6.2. Recuperación de suelos salinos
La recuperación de estos suelos (con valor de conductividad eléctrica mayor de 4 mmhos/cm) requiere la eliminación del exceso de sales mediante el lavado.
Para realizar esta práctica hay que asegurar un buen drenaje, para evitar que estas sales queden en un horizonte más profundo y vuelvan a ascender hasta las raíces.
La cantidad de agua necesaria dependerá de los siguientes factores:
1 Salinidad inicial del suelo.
2 Salinidad que se desea conseguir.
3 Profundidad del suelo que se requiere superar.
4 Método de aplicación del agua.
5 Calidad del agua aportada.
6 Textura del suelo.
7 Clima.
Los métodos de aplicación de agua pueden ser por inundación o aspersión.
6.3. Suelos sódicos
La diferencia entre los suelos salinos y sódicos es que antes del lavado hay que realizar una enmienda.
Los suelos sódicos son los más difíciles de recuperar. El problema de los suelos sódicos es la alta concentración de sodio (Na+), rango que hace que se degrade el suelo, dificultando así la distribución de la enmienda. Otra característica que posee el sodio es que disminuye la permeabilidad, lo que conlleva una gran dificultad para el lavado del suelo.
En el caso de los suelos sódicos, se realiza una enmienda y luego se realiza el lavado, ya que si no aplicamos la enmienda previamente y solo realizamos el lavado se convierten estos suelos sódicos en otros con una concentración mayor de sodio.
Las enmiendas más frecuentes que se utilizan para recuperar los suelos sódicos son el yeso y el azufre, ya que al aplicar estos productos se produce el cambio de los iones de sodio, fijados en arcilla y humus, por el calcio.
Ejemplo
Un ejemplo de producto a utilizar es el sulfato sódico, que es soluble en agua y se puede eliminar del suelo por lavado.
Los problemas de sodicidad pueden deberse al agua de riego y su alto contenido en sodio, acumulándose en los primeros centímetros del suelo (capa fértil). También puede deberse a aguas pobres en calcio y magnesio.
Nota
Para favorecer la recuperación de los suelos salinos y sódicos es muy útil el crecimiento vegetal, ya que las raíces abren huecos en la tierra que mejoran de la permeabilidad del suelo, facilitando así el tratamiento.
6.4. Suelos salino-sódicos
Ya se ha visto que los suelos salinos tienen una alta concentración de sales, predominando el calcio y el sodio. Sin embargo, los suelos salino-sódicos tienen una alta concentración de sales, pero predominando el sodio.
Para recuperar estos suelos se realiza el mismo proceso que en suelos sódicos, es decir, primero se aplica una enmienda y después se debe hacer el lavado.
7. Contaminación y erosión del suelo
La erosión es el proceso de desprendimiento y transporte de los materiales del suelo por los agentes erosivos, como el agua y aire.
7.1. Erosión hídrica
La erosión hídrica está causada por el agua, principalmente el agua de lluvia.
Cuando las gotas de lluvia golpean el suelo desnudo causan un efecto que, dependiendo del tamaño de la gota, origina una destrucción de la estructura de la superficie. De esta forma se reduce la infiltración, ya que se tapan los poros.
Cuando el agua de lluvia es mayor que la capacidad de infiltración del suelo se produce el encharcamiento. Y si a esta situación se añade que el suelo tiene pendiente, se produce también una escorrentía.
El suelo que se ha perdido por la erosión es normalmente el más fértil, ya que esta primera capa del suelo se caracteriza por ser más rica en elementos nutritivos para las plantas.
La erosión hídrica genera los siguientes daños:
1 Erosión laminar. Cuando la lluvia es demasiado intensa para infiltrarse por el suelo, se forma una lámina de agua sobre la superficie, que fluye sobre el terreno, produciéndose un transporte de las partículas del suelo erosionadas. Este tipo de erosión es la más extendida y la causante de la mayor pérdida del suelo, ya que la capa superficial del suelo es generalmente la más fértil, porque recibe los residuos vegetales y los fertilizantes aportados por el agricultor.
2 Erosión en surcos. En suelos de labranza con pendiente, el agua se acumula en los surcos o líneas de cultivo y comienza a fluir. Este tipo de erosión arrastra en principio la capa arable pero, una vez formado el surco, la erosión se produce en profundidad.
3 Erosión en cárcavas. Causa el mismo daño que la erosión en surcos pero es de mayor profundidad, haciendo imposible nivelar el terreno mediante labranza.
Cárcavas
1 Sedimentación. Las partículas del suelo desplazadas se depositan en otro lugar. La distancia recorrida por las partículas depende del tamaño, densidad, forma y la velocidad del agua. Las primeras partículas en depositarse son las de arena, después el limo. En el caso de la arcilla y el humus, no se depositan ni en el agua quieta, sino que permanecen en suspensión.
Factores que influyen en la erosión hídrica: cantidad de agua de lluvia, pendiente del terreno, textura del suelo, cubierta o suelo desnudo.
7.2. Erosión eólica
La erosión eólica está causada por el agente del viento. No recibe la importancia que realmente tiene.
La mayor parte del suelo arrastrado por el viento es arrancado con anterioridad por el impacto de las gotas de lluvia. La lluvia, sobre el suelo desnudo, separa las partículas del suelo. Cuando el suelo está mojado no es susceptible del transporte de las partículas por el viento, pero este realiza primero el secado del suelo y después arrastra las partículas.
Nota
En muchos campos se pierden varias toneladas de suelo por hectárea en un solo vendaval.
Los factores que influyen en la erosión eólica son: viento, suelo desnudo/ cubierta vegetal.
7.3. Contaminación del suelo
La contaminación del suelo viene determinada principalmente por la acumulación de metales pesados y vertidos de hidrocarburos. También, por el exceso de fertilizantes, debido a malas prácticas agrícolas, por fertilizantes y plaguicidas.
El suelo tiene una alta capacidad para reponerse de los cambios o altas concentraciones de partículas.
Esta actividad autodepuradora del suelo se basa en:
1 Los microorganismos.
2 Capacidad de filtración del suelo.
3 Actividad química.
La actividad microbiana es el proceso fundamental, ya que los microorganismos tienen la función de degradar los contaminantes orgánicos.
Los contaminantes del suelo se clasifican en:
1 Internos.
2 Externos.
La presencia de un contaminante endógeno, los que provienen del suelo, se produce por un desequilibrio natural que se da por una alta acumulación de un componente.
Un contaminante exógeno o externo proviene normalmente de la acción agrícola, debido a un mal aporte de productos químicos.
Contaminantes metálicos
Los contaminantes que provienen del exterior son los más problemáticos. Si estos aportes de agentes externos son mayores a la capacidad de regeneración del suelo, se produce una alteración del equilibrio natural.
Muchos metales pesados están presentes en el suelo, pero los beneficios que estos aportan se deben a una baja concentración. Si estos, por la acción del hombre, aumentan demasiado, como cuando se producen vertidos procedentes de la industria minera o la actividad industrial, se contamina el suelo.
Entre los metales pesados más tóxicos cabe destacar el cadmio y mercurio.
Ejemplo
El desastre de Aznalcollar se produjo por la rotura de una presa minera, de metales pesados, con pH muy ácido, contaminando así los suelos del parque natural de Doñana.
Contaminantes orgánicos
Estos contaminantes son aquellos que provienen del exterior por acción de vertidos de compuestos orgánicos, como los plaguicidas.
La distribución de un compuesto orgánico en las distintas fases de un suelo depende de su capacidad de desplazamiento y su velocidad de degradación.
Fertilizantes
El uso abusivo de fertilizantes, como práctica habitual del agricultor, se debe al interés por aumentar el rendimiento de la cosecha.
Los fertilizantes se componen principalmente de nitrógeno, fósforo y potasio. Una aplicación abusiva conlleva aumentar la concentración de la partícula, provocando cambios en la estructura del suelo.
El problema mayor de los fertilizantes se produce por el exceso de nitratos.
La cantidad de nitratos que se lixivia hacia horizontes más profundos depende de la cantidad de lluvias, que determina la cantidad de agua que se filtra a horizontes inferiores.
Nota
También depende del tipo de suelo y la textura.
La lixiviación de suelos o lavado puede afectar a los acuíferos subterráneos. Un exceso de nitratos en aguas subterráneas de abastecimiento puede suponer graves problemas para la salud.
Para evitar estas situaciones o, al menos, contrarrestarlas, se debe aplicar residuos de animales, es decir, se debe estercolar.
Plaguicidas
Los plaguicidas son otro grupo de compuestos que suponen un cierto impacto ambiental. Un plaguicida es un compuesto químico utilizado para combatir plagas como hongos, insectos, malas hierbas, etc.
Los plaguicidas se clasifican según la especie que se quiere combatir, en funguicidas, insecticidas y herbicidas.
En la década de los 40 se comenzaron a comercializar los plaguicidas. Desde entonces, se ha incrementado la variedad de productos y su uso de forma exponencial. Este rápido crecimiento se debe a la capacidad de las plagas de volverse resistentes, obligando a los agricultores a utilizar más cantidad y variedad de productos.
Los plaguicidas, en contacto con el suelo, son absorbidos por las partículas, con lo que pueden ocurrir las siguientes situaciones:
1 Permanecer fijos en el suelo.
2 Sufrir transformaciones.
3 Pasar a horizontes inferiores por lavado, pudiendo llegar a acuíferos subterráneos.
Nota
Que un plaguicida permanezca en el suelo o pase a horizontes inferiores depende de la composición del suelo y la concentración de microorganismos.
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