Cultivo Exerior, el suelo a fondo lll
 

Cansancio

El cansancio del suelo es un problema que existe desde que el hombre empezó a cultivar la tierra, pero hoy en día se ve agravado por el uso de productos de síntesis química para controlar las plagas y enfermedades de los cultivos. El uso excesivo de estos productos, de forma directa o indirecta, también contribuye al deterioro del suelo.

 

Causas del cansancio

En el cansancio del suelo confluyen una serie de factores:

-Nutricionales. Las plantas realizan unas extracciones de minerales que no siempre son restituidos de forma adecuada. El aporte de los nutrientes minerales en un suelo sin capacidad para aceptarlos, solo causa la lixiviación parcial de los mismos y un mayor deterioro de la estructura del suelo.

-Alteración de las propiedades del suelo. Si el suelo pierde su estructura, por ejemplo debido a la carencia de materia orgánica, todos los procesos que se dan en él se ven afectados. Empezando por la capacidad de circulación de agua y gases, y finalizando por la propia vida microbiana.

-Salinidad. El riego causa salinidad del terreno, bien en una medida inapreciable y sin importancia, bien de forma evidente, en función de la calidad del agua usada y el drenaje del terreno.

-Toxicidad. Numerosas plantas son productoras de alelosubstancias. Las alelosubstancias o alelopatinas son moléculas que se sintetizan como medio de relación entre ellas, generalmente de competencia. Suelen ser dirigidas hacia otros vegetales, pero también pueden ser autotóxicas, como en el caso de las producidas por diversos frutales. Por ello tras varios años de cultivo el suelo suele tener grandes cantidades de alelosubstancias. Si la vida microbiana del suelo es correcta, la mayoría de dichas moléculas se degradan con relativa rapidez.

-Plagas y enfermedades. La presencia de cultivos propicia una acumulación en el suelo de propágulos de hongos, bacterias, etc., patógenos, especialmente si hay una repetición de los mismos cultivos. En referencia a las plagas y enfermedades presentes en el suelo, el tipo de manejo del mismo influye mucho en su incidencia.

 

La Cic

Todas las moléculas, en mayor o menor medida tienen minúsculas cargas eléctricas, positivas o/y negativas. Por ello en el suelo actúan como pequeños imanes, formando entre ellas estructuras. Las estructuras pueden ser muy simples, como la atracción entre una partícula de arcilla cargada negativamente y una partícula de un fertilizante cargada positivamente, o pueden ser muy complejas, como cuando hay la materia orgánica por medio, con infinidad de cargas eléctricas de ambos signos.

La CiC o capacidad de intercambio catiónico es la capacidad del suelo para retener e intercambiar diferentes elementos minerales. Esta capacidad aumenta notablemente con la presencia de materia orgánica, y podría decirse que es la base de lo que llamamos fertilidad del suelo.

 

Los plaquicidas y la Cic

Los productos químicos de síntesis (insecticidas, fungicidas, herbicidas, etc.) y sus productos de degradación, según su estructura química tienen tres tipos de comportamiento cuando están en el suelo: la lixiviación (percolan junto al agua y pasan a los acuíferos), se degradan (bien químicamente, bien bioquímicamente) y no afectan ni al terreno ni al agua, o se adsorben en suelo (atraídos por las cargas eléctricas de las partículas del suelo, temporalmente pasan a formar parte del mismo). En el caso de la adsorción, en función del tipo de molécula del plaguicida, esta puede durar desde unos días a muchos meses, e incluso ser tan fuerte que los microorganismos no puedan acceder a la substancia para degradarla.

El resultado es doble, por una parte, la presencia de plaguicida en el terreno, que afecta a la microfauna y microflora del mismo, y por otro la disminución de la capacidad de intercambio catiónico debido a estar los plaguicidas ocupando el lugar que ocuparían las partículas minerales.

 

Ecología del suelo

La fauna y flora del suelo son mucho más importantes de lo que puede suponerse. En un suelo ecológicamente equilibrado, aquellos permiten que los ciclos de nutrientes se efectúen adecuadamente, y la incidencia de enfermedades es menor que en un suelo empobrecido de vida.

Los elementos extraídos del suelo vuelven al mismo en forma de materia orgánica, que se descompone, y tras sucesivos ciclos de degradación pasa a formar parte el humus o se mineraliza, momento en que vuelve a ser aprovechable para los vegetales. Especialmente la zona de la rizosfera (zona del suelo inmediata a las raíces) es muy rica en microorganismos, los cuales almacenan nutrientes en sus tejidos, y con frecuencia son capaces de aprovechar mejor que las plantas algunos recursos. Los microorganismos que participan en la degradación de las substancias orgánicas son también muy beneficiosos gracias a su acción detoxificadora, tanto de alelosubstancias como de plaguicidas u otros tóxicos.

No debe menospreciarse la fijación tanto simbiótica como asinbiótica de nitrógeno atmosférico que realizan diversas bacterias. Dicho nitrógeno pasa a formar parte de los tejidos de dichos los microorganismos y finalmente se incorpora al suelo.

Por otra parte, existen con muchísima frecuencia relaciones de simbiosis entre plantas y hongos, que permite a las primeras un mejor acceso a los nutrientes del suelo. En la micorrización, al contrario de lo que ocurre con los hongos patógenos, no se ataca al vegetal, sino que se crea una relación beneficiosa. Las micorrizas o raíces fúngicas establecen contacto con las raíces de la planta, tal que entre ambos organismos se desarrolla un intercambio de substancias, además de aumentar mucho la superficie de absorción. El incremento de producción de los vegetales micorrizados es variable pero diversos estudios incidan que con frecuencia supera el 100% respecto una planta no micorrizada.

En la micorrización, también es muy importante la protección que el hongo simbiótico ofrece a la planta frente a patógenos del suelo.

Los tipos de abonado y las aplicaciones plaguicidas influyen mucho en las clases y abundancia de los microorganismos del suelo. Tanto los abonados solamente químicos como los plaguicidas disminuyen la actividad de los mismos al disminuir su número y alterar notablemente sus proporciones relativas.

 

Plantas transgénicas

La mayoría de las plantas transgénicas se han manipulado para conseguir una mayor resistencia a plaguicidas (generalmente herbicidas) de forma que se puedan aumentar las dosis aplicadas. Aparte del negocio de las empresas que las comercializan (puesto que se vende la combinación semilla-plaguicida específico), el aumento de las dosis de plaguicidas difiere de la tendencia actual de reducción de aplicaciones, y es contrario a un buen uso de mantenimiento del suelo.

 

Superación del cansancio del suelo

Lo primero que se debe hacer es conseguir que el suelo tenga una estructura correcta y una riqueza adecuada de materia orgánica. En caso de existir salinización, se hace necesario el lavado del suelo, con o sin la ayuda de los productos que se venden para tal fin. Respecto a un posible déficit de nutrientes, tras un análisis, y suponiendo que el suelo está en condiciones de conservar los minerales aportados, se realizará el abonado químico adecuado, preferiblemente repartido en varias dosis, de forma que los microorganismos del suelo no se vean afectados.

El problema más difícil es la superación de problemas de plagas y enfermedades, puesto que hongos, bacterias y nematodos han dejado sus propágulos en el suelo enfermo. La medida más drástica es la fumigación del suelo, acabando con toda la vida en él. También existe la solarización, más suave y al alcance de cualquier agricultor. Finalmente, también se puede realizar un descanso prolongado del terreno, permitiendo a los microorganismos del suelo restablecer equilibrios de poblaciones, degradar tóxicos, etc., o en otras palabras un barbecho. Es adecuado indicar que el aporte de materia orgánica tiene una notable acción estimulante de los microorganismos beneficiosos, con detrimento de las poblaciones de microorganismos dañinos para las plantas.

 

Decisiones

La combinación de un suelo cansado con la necesidad de seguir produciendo, ha dado con frecuencia el resultado de los cultivos en substratos artificiales. El suelo natural ofrece unas ventajas que los substratos artificiales no pueden, pero la desventaja de que no se puede "usar y tirar" como aquellos. El suelo natural precisa un trabajo de mantenimiento, pero a cambio es para toda la vida (siempre y cuando no le pongan una urbanización encima).

Se puede decir que, quizás precisamente debido a la aparición de las plantas transgénicas, respecto al manejo del suelo estamos ante un cruce de caminos más importante de lo que puede parecer, donde se debe escoger el tipo de desarrollo agrícola que determinará el futuro.

1- Un desarrollo sostenible, donde con un adecuado mantenimiento, el terreno ofrece cosechas de forma económica, aunque no necesariamente cosechas récord. Comporta un conocimiento del suelo y los procesos que en él se desarrollan.

2- Un desarrollo que prime una gran producción de vegetales de aspecto inmaculado, gracias a constantes aportes de fertilizantes y plaguicidas.

Mantener algo en desequilibrio cuesta bastante más que si está en equilibrio. En los paises desarrollados la capacidad productiva es suficiente para abastecer la población e incluso exportar, y quizás sea hora de primar la calidad. De la misma forma que la leche de vaca alimentada con una dieta rica en Onobrychis viciaefolia (trapadella, en catalán, y pipirigallo, en castellano) tiene un sabor ligeramente diferente que alimentada con otras pratenses, es más que probable que los vegetales adquieran una calidad diferente en función del terreno o substrato en el que han habitado.

 

Manejo del suelo

Generalmente se contempla el manejo del suelo como la mera eliminación de malas hierbas, pero es más importante de lo que puede parecer a primera vista. Siendo el terreno soporte, fuente de alimento y agua de las plantas, así como refugio de algunas plagas y sus predadores, debe intentarse una optimización de todos estos factores.

La eliminación de las malas hierbas es lógica buscando eliminar la competencia causada por agua y alimentos. Si en algunos casos la competencia por agua y nutrientes tiene poca incidencia, la mayoría de las veces causa una merma apreciable en el rendimiento de los frutales. Sin embargo una cubierta vegetal permite al suelo conservar características beneficiosas de cara por ejemplo al movimiento del agua en el suelo.

En la elección del control del suelo se deben considerar aspectos como son la climatología local, el tipo de riego, el frutal, y finalmente, tras varios años con el tipo de fertilización prevista, la previsible evolución del terreno. Generalmente no se contemplan los efectos a largo plazo. Por ello, con un manejo poco adecuado, tras el paso del tiempo muchos suelos tienen problemas de pérdida de fertilidad, desestructuración, erosión, etc., problemas que conllevan un descenso de producción y un gasto para su enmienda.

Considerando un abonado basado en NPK de síntesis, los sistemas con suelo desnudo se demuestran los más eficaces a corto plazo, promoviendo un aumento notable de la producción respecto los enherbados. Sin embargo, con el paso de los años, la producción de los sistemas con suelo desnudo se estabiliza a un nivel algo inferior a la de los sistemas con cubierta herbácea.

 

Laboreo

En los sistemas con suelo desnudo desaparece el pequeño ecosistema superficial, y con este, la mayoría de organismos detritívoros, muy importantes para la incorporación de materia orgánica al suelo.

De forma tradicional se ha hecho un cultivo con laboreo del suelo. Este es una labor superficial que elimina las malas hierbas y remueve la capa superior del perfil del terreno. La aireación originada causa una intensa actividad microbiana. Generalmente las malas hierbas quedan incorporadas a la capa superficial, proporcionando un pequeño aporte de materia orgánica. Al substituir el aporte de estiércol por abonos químicos, el manejo conlleva una progresiva desestructuración y la disminución de la fertilidad, debido a la falta de materia orgánica.

Por lo que respecta al árbol, el laboreo conlleva una rotura de raíces superficiales, que como se dijo constituyen una parte muy importante del total de raíces.

 

No laboreo

El no laboreo se basa en la aplicación de herbicidas sobre el terreno. Las malas hierbas son fácilmente eliminadas (hasta que aparecen resistencias o hay un cambio de la flora hacia especies resistentes). Debido a la facilidad de aplicación y a la eliminación de las hierbas sin afectar a los árboles (suponiendo una correcta aplicación), es un método generalizado hoy en día.

Como ocurre con el laboreo, mantener el suelo desnudo causa inconvenientes como son la erosión y el empobrecimiento del suelo en materia orgánica. A su vez, se añaden los problemas de desestructuración y pérdida de fertilidad. También, el suelo desnudo favorece el salpicado de gotas de lluvia hacia las hojas y frutos, pudiendo ser vehículo de transmisión de esporas fúngicas. Por otra parte a pesar de su generalmente rápida degradación, se puede observar una acumulación de productos agroquímicos o sus derivados en las arcillas, derivandose problemas como el ocupar lugares de intercambio catiónico y por ello afectar a la fertilidad del suelo. También se constata la presencia de herbicidas en el agua subterránea

Por otra parte, mucho más importante de lo que puede suponerse, los herbicidas actúan sobre la fauna y flora del suelo, modificando la riqueza y composición. También se constata un descenso drástico de la población de lombrices, por el deterioro de su hábitat y por intoxicación.

 

Mulching

El mulching se utiliza para evitar la aparición de malas hierbas cubriendo total o parcialmente el suelo. Si es orgánico, además actúa como mejorante.

En zonas secas, un mulching orgánico es poco útil en su misión de retención de agua, y puede llegar a ser incluso peligroso delante del riesgo de fuego. Otra opción es aplicar una cubierta orgánica de poco espesor, de forma que se degrade en su totalidad durante el ciclo vegetativo. Aplicado en otoño, su degradación coincide con la llegada del verano, momento a partir del cual se puede pasar a usar herbicidas.

 

Sistema de césped muerto

El sistema de césped muerto es interesante ya que aporta las ventajas de una cubierta herbácea, pero sin competencia para el frutal. Su problema es la temporalidad.

El sistema de césped muerto consiste en la implantación de una cubierta herbácea en el terreno sobre el que se desarrollarán los frutales. Esta cubierta herbácea se elimina con herbicidas tras la plantación de los árboles. Durante varios años el suelo se ve beneficiado por el mantenimiento de una buena estructura gracias a los restos de las raíces herbáceas. A su vez, estas aportan materia orgánica conforme se degradan, y durante el primer año, la parte aérea actúa como mulching. Por todo ello la capacidad de infiltración y almacenamiento de agua es alta, y la fertilidad se mantiene.

 

Cubierta herbácea

Otro tipo de manejo del suelo es la implantación de cubierta herbácea parcial o total, la cual permite una competencia, aunque controlada, entre pratenses y frutales. La forma usual es la implantación entre líneas, mientras que estas quedan limpias y suelen colocarse los goteros.

Son ventajas de una cubierta herbácea permanente: conserva la estructura del suelo y mejora la infiltración de la lluvia, protege de la erosión, aporta materia orgánica, es un hábitat adecuado para lombrices, mantiene en forma de materia orgánica un depósito de substancias alimenticias en las capas superficiales del suelo, donde están la mayoría de las raicillas del cultivo, aumenta el fósforo disponible gracias a la acción solubilizadora de sus raíces, reduce el salpiqueo de agua a las partes bajas del frutal, que disemina partículas fúngicas o bacterias (por ejemplo del género Xantomonas) procedentes del suelo o el propio árbol, y finalmente una cubierta establecida dificulta la aparición de malas hierbas.

Sin embargo, la mayor parte de estas son acciones a largo plazo, frente a la inmediatez con que se detecta la competencia por agua y nutrientes.

La posibilidad de enherbado depende bastante de la climatología, pero no totalmente, ya que es un error pensar en el enherbado como césped. No necesariamente el cultivo debe estar en una zona con suficientes lluvias para mantenerlo, ya que la finalidad del enherbado no es hacer bonito sino el manejo del suelo. Por esta razón también se puede implantar un enherbado en zonas poco 

 

Cubierta herbácea y competencia

En numerosos estudios se ha observado como la hierba causa una competencia que determina menores cosechas. La forma del espacio desherbado no incide en el grado de competencia, sino que es el tamaño del desherbado el que influye. Diferentes trabajos indican que a menor zona desherbada en torno al árbol menor es su producción y crecimiento. Sin embargo a largo plazo, en un sistema desherbado la producción tiende a estabilizarse a un nivel algo menor que en enherbado.

Algunos investigadores describen un manejo consistente en una cubierta herbácea que anualmente se implanta y posteriormente se elimina, actuando como mulch. Con ello se consiguen las ventajas de un enherbado (desde el final de la fructificación hasta el inicio de la siguiente, en primavera), que se mantienen sin causar casi competencia al cultivo.

 

Alelosubstancias

Al igual que los demás seres vivos, los vegetales también compiten entre ellos por los recursos (agua, alimentos, luz). Pero a diferencia de los animales, las plantas están fijas en una parcela de suelo, por lo que no pueden desplazar a la planta vecina o moverse ellas mismas. Por ello sus estrategias de competencia deben o dirigirse a favorecer la próxima generación, o tratar de minimizar la presencia de vegetales competidores, y pueden hacerlo mediante estrategias biológicas (dispersión de semillas, época de floración, etc.), acciones físicas (sombreamiento) o acciones químicas (emisión de alelosubstancias).

Muchas plantas, o posiblemente en mayor o menor medida, todas, sintetizan y liberan productos químicos que modifican el crecimiento (generalmente perjudican) de los vegetales vecinos y por ello permiten al productor disponer de más recursos. Se puede observar como una inversión por parte de la planta la síntesis de substancias no estrictamente relacionadas con el crecimiento y la reproducción, inversión que debe dar un rendimiento adecuado al consumo de energía y alimento efectuados. En este sentido puede comentarse que muchas de las plantas consideradas malas hierbas han sido investigadas para conocer su capacidad de emitir alelosubstancias, con resultados positivos. Esta capacidad les facilita la colonización rápida de terrenos donde no hay comunidades vegetales estables, como son los cultivos.

Las alelosubstancias o substancias alelopáticas son productos sintetizados por las plantas y también por microorganismos del suelo (un ejemplo de alelosubstancia sintetizada por un microorganismo es la penicilina), con función de competencia y relación entre ellos. Teniendo la capacidad de, a muy bajas concentraciones, modificar el desarrollo de los vegetales, pueden calificarse como fitoreguladores.

El estudio de estos productos es complejo, puesto que sus efectos se solapan e interfieren con otros efectos sobre las plantas debidos al clima, plagas, enfermedades, competencia física entre vegetales, interacción con animales, etc. Los investigadores deben verificar que las substancias de estudio tienen un verdadero efecto, y que las plantas las utilizan en sus relaciones químicas (las substancias con efecto alelopático investigadas pueden no ser liberadas al medio por los vegetales, sino que ser productos biosintéticos de uso propio de la planta). Por otra parte, se debe indicar que las plantas suelen producir mezclas de productos con acción alelopática, que liberan al medio de las más diversas maneras, desde a partir de la descomposición de los restos vegetales, a la secreción al suelo desde las raíces, pasando por la volatilización, o incluso la biosíntesis de polen alelopático.

Las alelosubstancias no siempre afectan a las plantas directamente, sino que con mucha frecuencia la acción es más sutil, afectando a las micorrizas u otros organismos de la rizosfera de la planta competidora. Debe recordarse que los vegetales dependen más de lo que suele pensarse del equilibrio en su rizosfera, así como de la micorrización. La alteración de estos supone un claro perjuicio para las mismas, puesto que los microorganismos del suelo son mucho más importantes de lo que puede suponerse. En un suelo ecológicamente equilibrado, aquellos permiten que los ciclos de nutrientes se efectúen adecuadamente, y la incidencia de enfermedades es menor que en un suelo empobrecido de vida. Especialmente la zona de la rizosfera (zona del suelo inmediata a las raíces) es muy rica en microorganismos, los cuales almacenan nutrientes en sus tejidos, y con frecuencia son capaces de aprovechar mejor que las plantas algunos recursos.

Los microorganismos que participan en la degradación de las substancias orgánicas son también muy beneficiosos gracias a su acción detoxificadora, tanto de alelosubstancias como de plaguicidas u otros productos, con la diferencia que las alelosubstancia son rápidamente degradadas en comparación con los productos fitosanitarios. En cualquier caso, a las concentraciones presentes en el suelo son productos inocuos para los animales.

La eliminación de las alelopatinas de un suelo es sencilla y rápida, puesto que sólo hay que dejar que los microorganismos las descompongan. En un sistema agrícola, donde el tiempo no sobra y los microorganismos del suelo ven sus poblaciones alteradas en variedad y cantidad, las rotaciones de cultivos ayudan a evitar una presencia continuada de un mismo vegetal y con ello una concentración creciente de alelopatinas. Ello es más importante de lo que se cree, puesto que con relativa frecuencia, las alelosubstancias son autotóxicas. Esto ocurre, por ejemplo, en espárrago, girasol, alfalfa, café, o en frutales como el manzano o el melocotonero, donde las alelosubstancias, junto a problemas de plagas y nematodos, dificultan el mantenimiento del cultivo o la replantación. En otros casos es la rotación la que se puede ver afectada, por ejemplo en cultivos de lechuga después de apio, donde la primera tiene problemas de nascencia y crecimiento. En definitiva, aunque se lleva décadas investigando a las alelosubstancias, aún queda mucho por hacer para conseguir un manejo favorable de las mismas.

Hay diversos países donde se investiga no sólo los aspectos básicos de las alelosubstancias, como pueden ser nuevos vegetales productores y nuevos productos, sino que se trabaja buscando resultados prácticos y aplicables.

En este sentido práctico, se trabaja en tres líneas principales. La primera es buscando nuevas moléculas con capacidad fitosanitaria (fungicida, herbicida, etc.), cuya principal ventaja es la de ser productos de origen natural, poco tóxicos, que actúan a baja concentración, y fácilmente degradables. El principal inconveniente es hallar un producto estable en el tiempo y con una efectividad tan evidente como los fitosanitarios habituales.

La segunda línea de acción es la selección de variedades vegetales (por ejemplo ya se trabaja en arroz, maíz, trigo, avena, centeno, acelga, guisante, pepino, altramuz, etc.) con capacidad de competir de forma natural contra las malas hierbas. Puede citarse por ejemplo que la mayoría de gramíneas cultivadas (trigo, cebada, avena, centeno, arroz, sorgo) parecen tener capacidad alelopática. A diferencia de las plantas transgénicas, e incluso a diferencia de un cultivo no transgénico, una variedad alelopáticamente activa no precisa un manejo del suelo que resulte especialmente agresivo respecto a la microfauna y microflora del suelo.

La tercera vía de trabajo procura profundizar los conocimientos de las interacciones entre plantas para mejorar las rotaciones o introducir coberteras adecuadas para los cultivos pero perjudiciales para las principales malas hierbas. Se ha experimentado las sucesiones de cultivos y la utilización de cultivos mixtos como forma de sortear a las malas hierbas. Siendo muchas plantas cultivadas potenciales productoras de alelopatinas, capaces de afectar a las malas hierbas, hay diferentes ensayos que indican acertada la utilización de residuos de determinadas cosechas para minimizar la nascencia de malas hierbas, o incluso cultivos de invierno que se añadirán al suelo como cobertera, antes de la siembra en primavera. En este sentido destaca la utilización de centeno más una leguminosa, que muestra un efecto destacado contra la nascencia de plantas de los géneros Amaranthus y Chenopodium.

También se ha mostrado adecuada para limitar el crecimiento de malas hierbas y el mantenimiento del suelo la sucesión de cultivos concretos. Por ejemplo, diversas experiencias indican un efecto destacable en la sucesión en un mismo año de cereales de invierno y de verano (cebada y maíz, cebada y arroz, por ejemplo), dejando los residuos de cosecha en el suelo. Siendo las producciones individuales menores, la suma de producciones es mayor.
Mediterranea de agroquímicos

b)Estructura: Las partículas finas del suelo suelen estar unidas formando agregados o grumos, en la mayoría de los casos gracias a la acción de la materia orgánica (el complejo arcilloso-húmico6). Los espacios entre estos agregados se llaman poros, por ellos circulan aire y agua. Determinan hasta el 50% del volumen del suelo. Como se ha dicho, normalmente el aire ocupa la mayor parte de los poros grandes y el agua los pequeños.

A su vez, los agregados se juntan formando grupos mayores. La forma en que se unen las diversas partículas recibe el nombre de estructura, y tiene gran importancia sobre las propiedades del suelo. Por ejemplo, un suelo arcilloso, en el que el movimiento del agua es lento y la aireación escasa, puede no presentar estos problemas si existe una buena estructura .

En ocasiones, el uso continuado y exclusivo de fertilizantes químicos conlleva la casi desaparición de la materia orgánica, cosa que favorece la desestructuración y el apelmazamiento del suelo. La estructura resultante recoge aspectos de la estructura masiva y de la estructura con cementos químicos.

 

Agua, suelo y plantas

Ante la absorción de agua por las plantas, se distinguen tres estados hídricos del suelo:

1-Suelo saturado. Cuando el agua llena todos los poros desalojando al aire. Si la situación se prolonga las plantas mueren por asfixia de las raíces .

2-Capacidad de campo. Si no hay impedimentos (capas freáticas o horizontes impermeables, etc.), el exceso de agua se elimina por gravedad como agua de drenaje, ocupando el aire los huecos grandes. En ese momento se está a capacidad de campo .

3-Punto de marchitez. Cuando sólo queda agua en los pequeños poros, siendo retenida8 con tal fuerza que no es disponible para las plantas. No es una constante del suelo, sinó que varía en función de la capacidad de la planta para soportar condiciones de sequía (y por tanto de crear un potencial hídrico menor al del suelo).

El agua de los espacios del suelo puede encontrarse en contacto con las paredes de las partículas o libre. Por ello, en un suelo arcilloso, donde la mayor parte de los poros son pequeños, la fuerza de retención, y por ello la capacidad de campo y el punto de marchitez tienen un mayor potencial que en un suelo arenoso.

 

Complejo de cambio

El Complejo de cambio engloba al conjunto de partículas con capacidad para adsorber moléculas polares e iones, adsorción que está en equilibrio con las concentraciones relativas en la solución del suelo .

Las partículas de arcilla y del complejo arcilloso-húmico se encuentran cargadas negativamente, por lo que atraen los iones de carga positiva, adsorbiéndolos. Por ello el complejo arcilloso-húmico se llama también complejo adsorbente.

Se derivan una serie de aspectos:

+El complejo de cambio actúa como almacén donde están fijados reversiblemente muchos de los elementos nutritivos para las plantas .

+El complejo de cambio permite a las plantas absorber los elementos minerales a medida que lo precisan. Esto es posible debido al intercambio de estos por substancias de carga positiva como H+ o radicales orgánicos, que las plantas segregan .

+En tierras muy empobrecidas deben recuperarse los niveles de materia orgánica, y posteriormente los de fósforo y potasio, entre otros elementos, para que los abonados posteriores sean eficaces.

No debe confundirse la C.i.C. con la capacidad complejante (más fuerte) de la materia orgánica .

La C.I.C. está muy relacionada con el pH del suelo de forma al aumentar el pH también aumenta la C.I.C.

Especialmente notable en los coloides orgánicos, esta característica también se observa en las partículas minerales. Las cargas que presentan las arcillas en su superficie se pueden distinguir en dos grupos en función de la disposición de los elementos. Un primer grupo es de cargas permanentes, y un segundo grupo varía su carga según el pH .

 

El Ph del suelo

Entre los diversos cationes fijados por el complejo adsorbente está el H+. La acidez o reacción del suelo viene determinada en su mayor parte por la cantidad de cationes hidrógeno fijados en relación con los demás iones. Normalmente el pH de los suelos varía entre 5,5 y 8,5, siendo el pH óptimo para la mayoría de cultivos entre 6 y 7,5. Los dos factores naturales que más influyen en el pH del suelo son:

1-Naturaleza de la roca madre .

2-Clima de la región. Las temperaturas bajas y una pluviosidad abundante propician suelos ácidos. La vegetación también influye en la acidez del suelo, aunque su efecto está condicionado por los factores mencionados, ya que determinan el tipo de flora presente.

Puesto que el equilibrio H+/Ca++ es determinante para el pH del suelo, si se dan pérdidas de calcio generalmente habrá una acidificación. Estas pérdidas ocurren debido al arrastre por el agua y por las extracciones de las cosechas.

 

Potencial Redox

Se denomina potencial redox de un suelo a la capacidad reductora u oxidativa del mismo. Esta característica guarda relación con la aireación (velocidad de difusión del O2) y el pH, que también determinan la actividad microbiana. El agua influye en estos procesos al modificar la distribución de la atmósfera del suelo, y por ello la difusión del O2.

El potencial redox afecta a aquellos elementos que pueden existir en más de un estado de oxidación (por ejemplo C, N, S, Fe, Mn y Cu). Característica que debe considerarse antes de aplicar abonos u otras substancias, ya que puede ocurrir que la forma a la que reviertan tras una oxidación o reducción no tenga la incidencia esperada.

 

Materia orgánica y organismos del suelo

La materia orgánica del suelo se compone de vegetales, animales, microorganismos, sus restos, y la materia resultante de su degradación. Normalmente representa del 1 al 6% en peso. Es de gran importancia por su influencia en la estructura, en la capacidad de retención de agua y nutrientes, y en los efectos bioquímicos de sus moléculas sobre los vegetales.

Una parte considerable de la materia orgánica está formada por microorganismos, que a su vez crecen a partir de restos, o de enmiendas orgánicas. Durante el proceso degradativo, la relación C/N disminuye, resultando finalmente en el humus un contenido medio del 5% de nitrógeno. Este proceso de degradación continua hasta que parte de la materia se mineraliza.

De propiedades físicas y químicas diferentes a la de la materia orgánica poco alterada, el humus puede catalogarse como el espectro de materia orgánica comprendido entre la que ha sufrido una primera acción de los microorganismos y la que se mineraliza. Está formado por dos fracciones, la primera continua el ciclo de incorporaciones a las estructuras microbianas hasta su mineralización, y una segunda formada por moléculas de dificil degradación (algunos polisacáridos, proteínas insolubilizadas, quitina, etc.). Se puede definir el humus como una mezcla de substancias macromoleculares con grupos ionizables, principalmente ácidos, pero también alcohólicos y amínicos. Por ello tiene propiedades secuestradoras y complejantes que determinan tanto la formación del complejo arcilloso-húmico como sus propiedades.

Se pueden destacar una serie de efectos de la materia orgánica sobre el suelo y las plantas:

1- Acción mejorante sobre la estructura del suelo. La m.o. favorece una estructuración del suelo, especialmente beneficiosa en terrenos arcillosos con problemas de circulación de agua .

Muchas de las moléculas orgánicas producidas por los microorganismos favorecen la agregación al formar compuestos con la arcilla (en la arcilla hay gran cantidad de cargas negativas). A su vez, las raicillas y los micelios de los hongos ayudan a conservar los agregados, e igual ocurre con los exudados gelatinosos segregados por muchos organismos (plantas, bacterias...).

2- Efecto sobre la capacidad de retención de agua y nutrientes. Debido a los grupos ionizables se da un efecto adsorbente de agua e iones disueltos, así como la formación de sales húmicas de estos. La capacidad aprox. de intercambio catiónico del humus es de 200 meq/100 g, a la que se ha de sumar el efecto quelatante .

Una gran CIC del suelo es importante, ya que supone la posibilidad de tener un depósito de iones minerales que pueden ser cedidos a la solución del suelo y asimilados por las plantas. El complejo de cambio actua como almacén de elementos. En tierras muy empobrecidas debe hacerse primeramente una recuperación del nivel de m.o., para que los abonados sean eficaces .

Como se ha dicho, los suelos con abundante complejo arcilloso-húmico tienen gran capacidad amortiguadora del pH, ya que entre los diversos cationes fijados por el complejo adsorbente está el catión hidrógeno .

3- Efecto de las moléculas orgánicas sobre las plantas. Al degradarse y transformarse, la materia orgánica libera compuestos alimenticios y hormonales que actuan sobre las plantas, generalmente induciendo desarrollo. En ocasiones también hay un efecto depresivo, como en el caso de las substancias aleopáticas.

 

Suelos agrícolas sin materia orgánica

Actualmente, los suelos agrícolas padecen con cierta frecuencia, especialmente en cultivos extensivos y cultivos frutales, de una falta de materia orgánica. Este déficit se produce al mineralizarse la m.o. existente y al faltar aporte de nueva. Al haber una salida de materia del ecosistema muy limitada, en la naturaleza las necesidades son menores. La adición se produce ciclicamente por la muerte de raices y plantas, y por la influencia de los organismos del suelo .

La alteración del entorno natural al cultivo, evitando la competencia de otras plantas y la incorporación de restos leñosos, provoca que el principal aporte de m.o. sea el que proporciona el agricultor.

Aunque es una tendencia que actualmente se corrige, el uso unicamente de fertilizantes minerales tiene unos efectos perjudiciales:

+Destruye progresivamente la estructura del suelo, ya que con la mineralización del humus disminuye la cantidad de complejo arcilloso-húmico. El terreno se apelmaza, y en algunos casos, los fertilizantes químicos actuan como agentes cementantes. Por ello, y sumando los efectos del peso del tractor sobre un terreno desestructurado, y la suela de labor, el suelo se convierte en una capa compacta donde los cultivos tienen dificultades para enraizar .

+Disminución de la conductividad hidráulica y gaseosa. Con la desestructuración, la conductividad hidráulica y gaseosa del suelo disminuye mucho, provocando problemas a las plantas para la absorción de agua, encharcamientos en caso de lluvia, y empobrecimento del nivel de oxígeno de la atmósfera del suelo .

+Destrucción de las capacidades quelatante y de intercambio iónico (CIC). Tras la desaparición de la m.o., y con ella del complejo arcillo-húmico, la CIC disminuye mucho. La capacidad de retención de abonos minerales se reduce drasticamente, y el suelo pierde fertilidad .

+Indirectamente, disminución de la actividad de los microorganismos. La falta de materia orgánica y la menor aireación debido a la desestructuración del suelo reduce las poblaciones. Ello incide aún más sobre la estructura del suelo. También afecta la reserva de substancias alimenticias que son los propios microorganismos, y la degradación de productos químicos, que permanecerán más tiempo en el suelo.

Las dificultades para la vida microbiana también afectan a la recuperación del suelo mediante adición de materia orgánica, que es lenta hasta que no se establecen unas condiciones mínimas de estructuración.

En el caso específico de los frutales, las propias raicillas del árbol al morirse suplen ligeramente el déficit de m.o., pero a la larga se padecerán los problemas expuestos. Dada la dificultad de aporte orgánico en frutales (excepto con extractos húmicos en fertirrigación, con frecuencia insuficiente), la presencia de una capa herbacea (temporal o no) es beneficiosa a largo plazo. Además del aporte orgánico contribuye a la solubilización de substancias minerales. Como se verá en el capítulo correspondiente, el problema es la competencia por el agua y los nutrientes, que excepto en algunos casos resulta en una merma del rendimiento .

Es conveniente un estudio a largo plazo sobre la conveniencia de una capa herbacea en función de la especie, clima, y manejo.

 

Organismos del suelo

El suelo no sólo es un soporte sinó que es un ecosistema más, existiendo toda una serie de organimos que viven en él y lo modifican. Las relaciones entre ellos son complejas, y en su conjunto muy importantes en la determinación de las propiedades de los suelos y en establecimiento de comunidades vegetales.

Como integrantes del sistema, las raíces vegetales también participan en la transformación del suelo, disgregándolo, tomando elementos minerales, y aportando restos orgánicos, exudados, etc. Las relaciones entre ellas y con otros organismos son de tipo químico y son muy complejas.

Si bien hay un elevado número de organismos saprófitos que metabolizan los restos orgánicos, también hay relaciones de depredación, parasitismo, etc.

 

La vida microbiana en el suelo

La superficie de las partículas sólidas es el lugar donde se suelen formar colonias de microorganismos .

Los principales factores que afectan el desarrollo de microorganismos son el agua, la presencia suficiente de oxígeno en la atmósfera del suelo, y la riqueza de nutrientes.

Los tipos de abonado y las aplicaciones plaguicidas influyen mucho en las clases y abundancia de formas microbianas. Los abonados químicos disminuyen la actividad de los microorganismos al disminuir su número y alterar sus proporciones relativas.

Entre otros efectos, alterado el equilibrio del suelo, las plantas se pueden ver perjudicadas por compuestos alelopáticos de origen bacteriano fúngico o de otras plantas. Por ello se extiende el estudio de lo que se puede denominar manejo integrado del suelo. En este se procura afectar lo menos posible el equilibrio natural de microorganimos del terreno.

La capacidad del complejo arcilloso-húmico para adsorber agua es importante ante periodos secos, ya que permite a los microorganismos adecuarse gradualmente al medio hostil. A su vez, en este complejo, los microorganismos acceden a gran cantidad de nutrientes, bien substancias orgánicas, bien elementos minerales adsorbidos .

Considerando como vida microbiana la de hongos, algas, bacterias, y virus transmitidos por vectores del suelo (nematodos), es indudable su influencia en el suelo y las plantas. En lineas generales esta puede ser de varios tipos:

1- Sobre la formación de suelo. Al abrigo de organismos como los líquenes, formadores de materia orgánica, se desarrollan colonias de bacterias y hóngos heterótrofos. En combinación con agua, el CO2 producido en la respiración de estos se transforma en ácido carbónico, que ataca las rocas. A medida que estas se degradan, y que se incorporan restos orgánicos, se va formando suelo un horizonte apto para la vida vegetal .

2- Sobre la composición del suelo, y en especial de la materia orgánica del mismo. Aparte del proceso formador de suelo, los diferentes microorganismos degradan los restos orgánicos, incorporando los elementos y moléculas a ellos mismos.

Los ciclos continuan ininterrumpidamente hasta que se da una mineralización debido a la segmentación y degradación de las moléculas orgánicas .

Se suele admitir que entre un tercio y un medio de la materia orgánica del suelo proviene o forma parte de microorganismos. El resto proviene de restos no degradados de vegetales y animales.

A medida que avanza el ciclo de degradación de la materia orgánica, quedan una serie de restos no asimilables por los microorganismos (polisacáridos, quitina, algunas proteínas, etc.), que forman la fracción permanente del humus .

3- Sobre la proporción de nitrógeno del suelo. La proporción de nitrógeno en el humus es mayor que en la materia orgánica original. Esto es debido a que las bacterias metabolizan el carbono, convirtiendo parte de él en CO2. Este escapa a la atmósfera del suelo, y de allí a la atmósfera. Por ello, aunque la cantidad de nitrógeno casi no varía (puede haber volatilización de las formas gaseosas), el suelo se enriquece .

4- Otra acción sobre el nitrógeno del suelo es la capacidad de fijación que tienen diversos organismos, como algunas bacterias de los géneros Azotobacter, Entrobacter Clostridium.

La fijación asimbiótica varía segun el ecosistema entre menos de 1 kg N2/Ha y año hasta unos 100 kg N2/Ha y año. En ello también ejercen su influencia los compuestos alelopáticos. Diversos hongos, bacterias y plantas (en especial diversos actinomicetes y bacterias del género Pseudomonas), pueden inhibir con sus exudados la fijación asimbiótica de N2, en un proceso relacionado con el mantenimiento del orden presente (especies dominantes, etc.) en la comunidad, para impedir que esta evolucione.

5- Existen con muchísima frecuencia relaciones de simbiosis entre plantas y hongos, que permite a las primeras un mejor acceso a los nutrientes del suelo.

Al contrario de lo que ocurre con los hongos patógenos, no se ataca al vegetal, sinó que se crea una relación beneficiosa. Las micorrizas o raíces fúngicas establecen contacto con las raíces de la planta, tal que entre ambos organismos se desarrolla un intercambio de substancias, además de aumentar mucho la superficie de absorción. Dependiendo del tipo de hongo, la relación es poco o muy específica (en general cada especie fúngica puede relacionarse con decenas de especies vegetales, aunque tenga preferencia por alguna determinada), y en muchos casos además es muy necesaria para la planta.

En esta relación simbiótica, el vegetal cede al hongo hidratos de carbono, y el hongo facilita a la planta un mejor abstecimiento mineral, especialmente de fósforo. También proporcionan tolerancia a la sequía. El incremento de producción de los vegetales es variable pero siempre supera el 100% respecto una planta no micorrizada.

En la relación, también es interesante la protección que el hongo simbiótico ofrece a la planta frente a patógenos del suelo.

Normalmente, el hongo micorrítico es incapaz de vivir si no es en simbiosis.

Debe también tenerse en cuenta que estos hongos se inhiben en suelos excesivamente fértiles (abonado), y que se ven atacados por los numerosos plaguicidas que van a parar al suelo .

Los fungicidas provenientes de las aplicaciones a los cultivos causan una depresión en la actividad micorrízica . Igualmente, la forma de los fertilizantes también influye en la capacidad micorrízica. Por ejemplo los fertilizantes que contienen Na causan un descenso de la misma.

6- Un tipo particular de simbiosis es la hay entre bacterias fijadoras de nitrógeno y diversas plantas. El caso más destacable es entre las leguminosas y las bacterias del género Rhizobium, aunque también otras bacterias (Azospirillum en pastos yFrankia en diversas forestales), tambien fijan el nitrógeno .

La fijación en cultivos de leguminosas, como la alfalfa, varía entre 125 kg/Ha y año, y 335 Kg/Ha y año. Sin embargo, en los ecosistemas naturales, la fijación de nitrógeno en legumbres es menor (0,2 a 1,4 kg/Ha y año) incluso que la fijación asimbiótica, y que la fijación simbiótica en no leguminosas (15 kg/Ha y año a 360 kg/Ha y año) .

Dentro del complejo entramado químico de las relaciones entre los organismos del suelo, numerosas bacterias, en especial del género Pseudomonas, ejercen influencia alelopática negativa sobre los Rhizobium, y por ello sobre la fijación. Por ejemplo la inhibición del crecimiento de los pelos absorbentes de las raíces, lugar donde se origina la nodulación. Por otro lado, algunos organismos aparentemente no relacionados con la simbiosis, estimulan el desarrollo de bacterias simbióticas.

La influencia negativa sobre la fijación tiene lugar, al igual que en el caso de la fijación asimbiótica, dentro de las relaciones entre las especies y la sucesión de las mismas en la evolución de las comunidades .

7- Algunos hongos (Taphrina spp...) y bacterias (Azotobacter spp., Pseudomonas spp...) producen hormonas vegetales, como son auxinas, giberelinas, citoquininas o etileno. En especial la síntesis de etileno parece estimulada por los exudados de las raíces de las plantas.

Son diversos los microorganismos (hongos y bacterias) que producen auxinas (ácido indolacético) como producto del metabolismo del aminoácido L-triptófano. Estas sólo afectarán a las plantas si no son asimiladas por otros microorganismos .

Si bien las producen tanto hongos, como bacterias, se han identificado bastantes especies de bacterias capaces de sintetizar citoquininas, cuyo precursor parece ser el aminoácido adenina .

Por lo que respecta al etileno del suelo, este se forma especialmente en la rizosfera, donde hay una gran proliferación de microorganismos. Si la concentración en la atmósfera del suelo es lo bastante elevada, puede causar efectos como son ligeros descensos de la producción.

El productor más conocido de giberelinas es el hongo Fusarium heterosporum (Gibberella fujikuroi), conocido por promover crecimiento anormal de los tallos de arroz, y del que no se describen efectos hormonales sobre raíces.

8- Patogenicidad sobre las plantas. Entre los hongos y las bacterias del suelo existen muchos que son perjudiciales para las plantas. Por ejemplo:

Hongos: Phytium sp., Rhizoctonia sp., Fusarium sp.

Bacterias: Xantomonas sp., Pseudomonas sp., Erwinia sp.

Deben considerarse además los diferentes virus que pueden ser transmitidos por nematodos.

9- Hongos parásitos y predadores de nematodos. Existen unas pocas especies de hongos cuya fuente de alimento es la depredación o parasitismo de nematodos . Estos últimos no necesariamente son los que causan daños a las raíces de las plantas, sinó también de especies que se alimentan de algas y otros microorganismos.

10- Efecto depresivo tras la adición de materia orgánica con una relación C/N alta (paja, por ejemplo). Los microorganismos, al necesitar para su crecimiento más nitrógeno del que tiene la materia orgánica aportada, lo toman del medio. Por ello, los cultivos se ven afectados denotando una carencia temporal de nitrógeno. Al evolucionar los ciclos degradativos el efecto desapararece, pero antes, las plantas han visto reducida su producción a menos que se añada nitrógeno.

 

Organismos saprófitos

Existen numerosos organismos saprófitos en el suelo, los cuales tienen un importante papel en la transformación de la materia orgánica previa a la acción de los microorganismos .

La acción de los saprófitos es interesante por dos motivos:

a)reciclaje de restos orgánicos, facilitando la formación de ácidos húmicos y fúlvicos, y mejorando la cadena que devuelve los nutrientes al suelo .

b)favorecen la competencia de los microoganismos saprófitos, frente a los parasitos estrictos de plantas.

Se pueden mencionar como saprófitos los ácaros oribátidos, insectos de los órdenes Thysanura, Diplura y Protura, algunos insectos de los órdenes Collembola y Ephemeroptera, etc .

Existe una estrecha relación entre el tipo de suelo y humus y las especies y poblaciones existentes.

Los ácaros oribátidos son los que están en mayor número en el suelo, si este tiene materia orgánica y el microclima es adecuado. En ocasiones también se pueden encontrar en las partes bajas de las plantas, pero sin apenas causar daño a las mismas .

En el orden Collembola también se encuentran especies que se alimentan de las plantas, y en el orden Ephemeroptera se pueden hallar unas pocas especies predadoras.

 

Lombrices y suelo

Además de los microorganimos y de los insectos saprófitos existen otros animales que viven en el suelo y ejercen una importante influencia sobre sus características. Por ejemplo las hormigas, y especialmente las lombrices. A diferencia de otros animales de mayor tamaño, excavan el suelo sin dañar a las raíces de las plantas, removiéndolo y aireándolo .

Es de destacar el papel de las lombrices, cuyos principales efectos sobre el suelo son:

+Acción de arado, removiendo y aireando el suelo, tal que evitan la compactación producto de el paso de maquinaria o/y la inexistencia de raíces de plantas herbáceas. Al mejorar la ventilación y modificar el pH favorecen la actividad microbiana (bacterias y hongos) .

+La excreción de estos gusanos, mezcla de materia mineral no digerida y materia orgánica digerida, suele ser mucho más rica en elementos minerales que la de su entorno. No debe despreciarse esta aportación (10000 -18000 Kg/Ha), que existiendo abundante materia orgánica se puede observar como un aporte nutricional de magnitud parecida al de los abonos químicos .

+Formación de estructuras granulares de pequeño tamaño provenientes de la evolución de los desechos. Estas estructuras son estables debido a una buena mezcla de materia orgánica y mineral (formación de complejo arcilloso-húmico), y también debido a los exudados de las colonias de microorganismos presentes en el intestino de las lombrices y en la propia excreción. Estas colonias además de mejorar la degradación y agregación, también actuan como sembradoras de microorganismos en el suelo .

+Debido a la acción formadora de complejo arcilloso-húmico, las propiedades fertilizantes del suelo mejoran debido a un aumento de la capacidad de retención de nutrientes.

+Mejora de la capacidad de retención de agua gracias al complejo arcilloso-húmico, y de la infiltración de la misma gracias a la mejor estructura del suelo, y a las galerías.

+Facilidad de penetración de las raíces de los cultivos en el suelo .

+Las lombrices son una reserva viva de elmentos minerales, y en especial de algunos aminoácidos como la lisina y la metionina .

Deben distinguirse tres grupos de lombrices, en función de su hábitat, epigeos, anécidos, y endogeos. Los primeros viven en la superficie, los segundos a profundidades moderadas (hasta un metro), y los terceros se pueden hallar hasta a dos metros de profundidad. Los gusanos anécidos acostumbran a hacer galerías verticales, y los endógeos horizontales. La longitud de estas últimas suele superar el centenar de metros. La alimentación de los tres grupos varía con mayor o menor cantidad de materia orgánica en la dieta, en función de la profundidad en que viven.

Las condiciones de vida de las lombrices es relativamente amplio, soportando un intervalo de pH entre 3 y 8, y cuyo factor más limitante es la falta de humedad. Bajo condiciones de sequía suelen crear formas resistentes hata que pasa el periodo. Especialmente las lombrices epígeas tienen problemas de supervivencia en suelos desnudos como los de los cultivos. Ello es debido a las altas temperaturas y sequedad, falta de residuos orgánicos, y exposición a sus depredadores .

En las regiones templadas de Europa existen más de dos centenares de especies de lombrices, capaces de realizar su labor sin problemas de adaptación al medio. En estas regiones las lombrices ingieren y excretan más de trescientas toneladas de tierra por año y hectárea. En los trópicos la cifra es el triple .

Los suelos que prefieren las lombrices son aquellos que conservan una cierta humedad, y que son ricos en materia orgánica. Este último factor es direcamente responsable de la mayor o menor abundancia de lombrices, encontrándose diferencias de cientos de miles de individuos por Ha entre suelos en los que aplica estiércol y en los que no.

Por otra parte, diversas especies de zonas calcáreas precisan la presencia de dicho elemento para su supervivencia.

La acción humana sobre el suelo, y los residuos de plaguicidas son problemas que dificultan una población adecuada de lombrices.
 

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