Recuperación de suelos fatigados

Fatiga del suelo Concepto: Pérdida de vigor y rendimiento productivo de las plantas cuando se efectúa un cultivo reiterado sobre un mismo suelo.

Recuperación de suelos fatigados. El término “fatiga del suelo” engloba un amplio concepto que podría definirse como la pérdida de vigor y rendimiento productivo de las plantas cuando se efectúa un cultivo reiterado sobre un mismo suelo.Evidentemente, existe un gran número de factores que pueden desencadenarla.

Factores divididos en diferentes tipos

Factores de tipo químico

• Carencia de nutrientes, por agotamiento o por bloqueo en el suelo.
• Contaminación por iones fitotóxicos.
• Contaminación por otro tipo de compuestos, excretados o no por cultivos o microorganismos.

Factores de tipo biológico

• Baja o nula actividad microbiana y de la microfauna del suelo.
• Contaminación por organismos patógenos.
• Establecimiento de competencias entre los microorganismos y las plantas cultivadas.
• Pérdida del equilibrio biológico del suelo, por el empleo de desinfectantes, o por cualquier otra causa.

Factores de tipo físico

• Pérdida de las propiedades físicas del suelo, fundamentalmente, pérdida de la estructura del suelo.

Este último tipo de factores, acompañados en mayor o menor medida por factores de tipo químico o biológico, cobra especial relevancia en los suelos cultivados de forma intensiva, y frecuentemente son los que desencadenan la fatiga del suelo. Es decir, la pérdida de la estructura del suelo, generalmente, actúa como catalizador para acelerar la incidencia de factores de tipo químico y biológico hacia un suelo fatigado.

Concepto de estructura del suelo

La estructura del suelo es el conjunto de partículas sólidas que se unen para formar agregados y los poros que quedan entre ellos.

Cabe mencionar al respecto, la existencia de cierta ambigüedad, pues los tipos particular suelta y masiva, suceden bajo condiciones en las que no se forman agregados, con lo que rigurosamente, se trataría de suelos sin estructura.

En cualquier caso, agronómicamente interesa una estructura en bloques o migajosa, y la gran importancia de la estructura del suelo viene determinada por el hecho de que condiciona el movimiento del agua y el aire en el suelo, su resistencia a la erosión, su inercia térmica y el desarrollo radicular de las plantas, en definitiva, condiciona el desarrollo y el manejo agronómico de los cultivos.

Niveles de organización de la estructura del suelo

Los diferentes niveles de organización de la estructura del suelo, yendo del nivel microscópico (base de la pirámide) al nivel macroscópico (cúspide de la pirámide).

Dominios y clusters: Son grupos de partículas de arcilla unidos hasta un tamaño de 1-5 µm. La unión de varios dominios origina los clusters o flóculos. Siempre y cuando predominen las fuerzas de atracción entre las partículas coloidales sobre las de repulsión, se tendrá floculación de los coloides. No siempre que exista floculación de los coloides se forman agregados, pero la floculación es condición previa para la formación de una adecuada estructura en el suelo.

Microagregados: Son agrupaciones de coloides floculados (clusters) hasta un tamaño de 200-250 µm, que se unen a partículas de limo y arena fina. Esta unión se produce mediante compuestos orgánicos altamente polimerizados (ácidos húmicos) y es la que origina la formación del denominado complejo arcillo-húmico.

Macroagregados: Son agrupaciones de microagregados con un tamaño superior a 250 µm. Los agentes de unión son:

• Los materiales orgánicos “jóvenes”, fácilmente degradables por los microorganismos (polisacáridos, péptidos, ácidos polihidroxicarboxílicos, exudados de raíces y hongos, ácidos fúlvicos, etc.). Conviene aclarar que los ácidos fúlvicos pueden considerarse como representantes menos “maduros” de los ácidos húmicos, e incluyen carbohidratos, glucósidos, fenoles, ácidos urónicos, diferentes ácidos orgánicos, etc.
• Cementantes como óxidos y carbonatos.

Las hifas de los hongos y las raíces contribuyen a mantener unidos de forma mecánica los macroagregados, de esta forma una raíz sana y bien desarrollada contribuye a la formación de la macroestructura del suelo, de la misma forma que un suelo bien estructurado favorece el crecimiento y desarrollo radicular.

En este punto interesa definir y establecer las diferencias entre ácidos húmicos, fúlvicos y polihidroxicarboxílicos. Se muestra de forma esquemática algunas de sus propiedades físico-químicas, indicando el sentido en que aumentan o disminuyen.

Se puede entender que se trata de compuestos más evolucionados en el sentido polihidroxicarboxílicos < fúlvicos < húmicos, no existiendo una separación clara entre cada uno de ellos. Por esta razón los ácidos húmicos son los más polimerizados, con mayor poder buffer, con más C y N y menor contenido en O.

Estos ácidos húmicos son responsables de formar agregados de menor tamaño (microagregados), que son más estables en el tiempo y que se generan de forma lenta. Por el contrario, los ácidos fúlvicos y polihidroxicarboxílicos son más lábiles y dan lugar a la formación de agregados de mayor tamaño (macroagregados) de forma rápida, pero con menor estabilidad de los mismos. La conveniencia de utilizar uno u otro, o una combinación de ellos, dependerá de las condiciones estructurales que presenta el suelo.

En suelos muy degradados que necesiten una respuesta rápida, deberán aplicarse ácidos polihidroxicarboxílicos o ácidos fúlvicos, teniendo en cuenta que la macroestructura formada va a mostrar una baja estabilidad en el tiempo si cesan las aplicaciones y si además tienen una deficiente microestructura. En suelos con mejor estructura, que interese mantenerla o mejorarla en el tiempo, puede ser más eficaz la adición de ácidos húmicos, teniendo en cuenta que su acción va a ser más lenta y que genera agregados de menor tamaño, más estables y que, bajo condiciones de buen manejo agronómico, se unirán de forma natural para dar lugar a macroagregados.

En cualquier caso, es de destacar la importancia que tiene la adición de este tipo de compuestos de manera continuada, aunque sea a pequeñas dosis. De esta forma su eficiencia y aprovechamiento es mucho mayor, y los equilibrios bioquímicos del suelo no se verán fuertemente alterados.

Mecanismos de ruptura de los agregados del suelo

El agua constituye el principal factor implicado en la ruptura de los agregados del suelo. Esta destrucción puede suceder mediante distintos mecanismos:

• Destrucción por humedecimiento rápido (slaking): Como consecuencia del aumento de presión generado por el agua sobre las paredes de los agregados, cuando un suelo seco se humedece repentinamente. Su efecto disminuye a medida que aumenta el contenido en arcilla.
• Ruptura por hinchamiento diferencial: En este caso la destrucción sucede cuando existen arcillas como montmorillonitas o esmectitas, que se hinchan al humedecerse y se contraen al secarse.
• Ruptura mecánica:

- Destrucción de los agregados por impacto directo de las gotas de lluvia o del riego, lo que genera salpicaduras de partículas de pequeño tamaño que se van depositando sobre la superficie del suelo cegando los poros y canales y dando lugar a la formación de costra superficial que impide o dificulta la percolación y la capilaridad del agua hacia la superficie y favorece la escorrentía. Además, si se están aplicando nutrientes, el agua acumulada en superficie debido a sus dificultadas de infiltración, se ve colonizada por algas, que tapizan y sellan aún más la superficie del suelo.

- Por laboreo, donde literalmente se efectúa una trituración de los macroagregados. Con el laboreo se favorece la velocidad de descomposición de la materia orgánica, con lo que se descomponen los macroagregados del suelo.

• Dispersión físico-química de los coloides: Fundamentalmente por efecto del ión sodio, como se vio anteriormente. Este proceso de destrucción de los agregados conlleva encostramiento superficial, una muy baja velocidad de infiltración y un fuerte favorecimiento de los procesos erosivos.

Alteración y degradación de la estructura

La estructura condiciona el desarrollo de las plantas de forma tan importante como puedan hacerlo el contenido en nutrientes, es más, una estructura deficiente disminuye sensiblemente la eficacia de un adecuado programa nutricional, debido a que no son adecuadas ni las condiciones de desarrollo de la raíz ni el vehículo de poner en contacto los nutrientes con ésta.

En este aspecto conviene definir distinguir el tipo de poros que conforma la porosidad de un suelo de cultivo:

• Macroporos o poros de transmisión: Aquellos de diámetro efectivo superior a 30 µm. Son los que proporcionan aireación al sistema radicular y al suelo en general, ya que una vez llenos de agua, se vacían con cierta facilidad. Dentro de los macroporos podemos distinguir los de flujo rápido (> 50 µm, evacúan el agua rápidamente) y los de flujo lento (30-50 µm, evacúan el agua de una forma más lenta).
• Microporos o poros de almacenamiento: Aquellos de diámetro efectivo inferior a 30 µm. Son los que retienen agua en su cavidad. Aquellos entre 0.2-30 µm, proporcionan agua absorbible para las plantas, el agua retenida en poros de diámetro inferior a 0.2 µm, no está disponible para la raíz al quedar retenida con excesiva fuerza.

La distribución en tamaño de la porosidad de un suelo es un importante factor a la hora de evaluar y delimitar la alteración y degradación de su estructura. Quizá el hecho más patente de esta degradación estructural sea la presencia de suelos compactados. Algunas de las causas que originan la compactación de los suelos son:

• Utilización de maquinaria pesada.
• La ejecución de las labores culturales del cultivo, con presencia de gran cantidad de mano de obra ejerciendo presión sobre el suelo.
• Pastoreo en exceso.

Evidentemente el riesgo de compactación aumenta grandemente cuando el suelo está húmedo, y se producen una serie de efectos indeseables tales como:

• Aumento de la densidad aparente y de la microporosidad, con lo que disminuye la oxigenación de la raíz, existiendo una menor capacidad de difusión de gases y líquidos en la capa superficial del suelo.
• Menor infiltración y drenaje y mayor escorrentía, con el consiguiente aumento del riesgo de erosión.
• Mayor resistencia a la penetración, con lo que existe un menor volumen de suelo explorado por las raíces, con el consiguiente perjuicio para el cultivo, sobre todo, en situaciones de máxima demanda hídrica y nutricional.

Como antes se indicó existe una estrecha relación entre el laboreo y la compactación del terreno. Si bien el laboreo puede compactar el suelo, a la vez constituye un método eficaz para eliminar la compactación. Quizá en este sentido los mejores resultados se puedan obtener con el arado de vertedera, mezclando los horizontes superiores, si embargo esta acción contribuye a compactar el suelo por debajo de la profundidad de volteo, formando la llamada “suela de labor”.

El suelo como recurso limitado: mantenimiento y mejora de la estructura

Tradicionalmente, y desde tiempos ancestrales, se ha venido utilizando la incorporación de materia orgánica, como método de mantenimiento y mejora de la estructura del suelo. Veamos a continuación una serie de efectos que suponen la adición de materia orgánica a los suelos:

• Reactiva la actividad microbiana, por tanto contribuye a la formación de macroagregados. Esta acción es más importante con materiales de relación C/N 15-20.
• Genera sustancias húmicas, por lo que contribuye a la formación de microagregados. Como ya se ha venido indicando, este proceso es lento, con efectos a largo plazo y en el mismo cobran especial importancia la rotación de cultivos y los períodos de reposo del suelo.
• El aporte de materiales compostados, con menor relación C/N y en los que se han destruido los polisacáridos en el proceso de compostaje, supone un escaso efecto frente a la formación de macroagregados, es decir, su efecto a corto plazo es escaso.
• Siempre hay que tener en cuenta que la transformación de la materia orgánica en el suelo se verá condicionada por múltiples factores como pH, humedad, población microbiana, composición del material orgánico aportado, presencia de nutrientes, temperatura, etc.
• La introducción de productos extraños a la naturaleza y el laboreo rompen los ciclos naturales de transformación de la materia orgánica.
• El aporte de materia orgánica contribuye al oscurecimiento del suelo, con lo que favorece su calentamiento.
• Aumenta la Capacidad de Intercambio Catiónico y efecto buffer del suelo ante cambios térmicos y de pH.
• La adición de materia orgánica promueve la formación de complejos con metales, en este caso son más estables los humatos que los fulvatos, siendo este hecho de una importancia relevante en el caso del hierro y el cobre.
• De la misma forma, los aportes de materia orgánica contribuyen a una mejor asimilación del fósforo.
• También la materia orgánica facilita la respiración radicular ante situaciones de anoxia, al ejercer como fuente suministradora de oxígeno.
• La materia orgánica estimula el desarrollo radicular al regular la absorción de agua y nutrientes, incluso se debate si en sí misma presenta un efecto hormonal estimulante del desarrollo de las raíces.

Básicamente la materia orgánica al entrar en contacto con el suelo y mezclarse con el mismo, se ve sometida a un primer proceso de remoción y aglutinamiento, en el que fauna edáfica y los micelios de los hongos desempeñan un papel fundamental. A partir de entonces se desencadenan una serie de procesos con formación de enlaces físico-químicos que dan lugar a complejos arcillo-húmicos, microagregados, macroagregados y uniones de éstos, para finalmente generar un suelo estructurado.

Siempre recordando que la materia orgánica poco humificada, más lábil junto a los polisacáridos, será la responsable de la unión de microagregados para formar macroagregados. Mientras que la materia orgánica más humificada como ácidos húmicos y huminas, es la responsable de generar los complejos arcillo-húmicos, es decir, microagregados.

Dentro de los procesos de transformación de la materia orgánica en el suelo, encontramos dos fundamentales: mineralización y humificación. El predominio de uno u otro depende fundamentalmente de la naturaleza del material aportado. De esta manera, comparando diferentes tipos de estiércol, se conoce que el grado de polimerización y, por tanto, el efecto estructural del material (formación lenta de microagregados), disminuye en el sentido Bovino > Ovino > Gallinaza. Si bien la contribución del proceso de mineralización, es decir, el efecto nutricional, y de formación de macroestructura de forma rápida, muestra el sentido inverso.

De este modo son comunes en lechuga aportes superiores a 400 Kg N/Ha, o superiores a 1000 Kg N/Ha en pimiento o tomate de invernadero en forma de gallinaza, superando varias veces las extracciones del cultivo, y desequilibrando en cierta medida el control nutricional del cultivo, tan importante para obtener una cosecha de calidad y respetuosa con el medio ambiente. Es imposible conocer o hacer coincidir la curva de liberación de nutrientes por parte de la materia orgánica aportada, más los aportes nutricionales a través del fertirriego, con la demanda nutricional que muestre a cada momento el cultivo.

En este tipo de situaciones, quizá sea más sensato, cuidar la estructura del suelo mediante un adecuado manejo agronómico y con aportes continuados de los productos oportunos (ácidos húmico, fúlvicos o polihidroxicarboxílicos), y si aún así es necesario el aporte de materia orgánica, que esta sea un material bien curado, con buen efecto estructural y con una liberación de nutrientes reducida, y sabiendo que su efecto es lento en el tiempo.

Para finalizar este punto, conviene indicar algunas acciones que se pueden y conviene realizar para la corrección de suelos fatigados o para el mantenimiento o mejora de la estructura de los mismos:

• Empleo de acolchados (plásticos, orgánicos, enarenados): Propician una mejor temperatura del suelo, evitan la formación de costra superficial y permiten un mejor desarrollo de raíz en superficie.
• Incorporación de restos del cultivo anterior al suelo en su preparación.
• Fomentar todo tipo de estrategias que promuevan el desarrollo radicular, como son el empleo de enraizantes o estimulantes del desarrollo de la raíz, adecuadas estrategias de riego y nutrición, aplicación de micorrizas, etc.
• Aplicación más o menos continuada de ácidos polihidroxicarboxílicos, fúlvicos, húmicos, etc.
• Aportes de calcio de forma continua, sobre todo, si se manejan suelos o aguas de riego con elevados contenidos en sodio.
• Adecuado manejo del proceso de fertirriego: Resulta imprescindible definir unas adecuadas estrategias de control del suministro hídrico y nutricional. En este sentido conviene mencionar que la adopción de riego subterráneo, puede contribuir positivamente, debido a que se limita el encostramiento superficial.
• Empleo de activadores de la microfauna o microflora del suelo y otros productos enmendantes, correctores de sales, reguladores de pH, etc.

El suelo como recurso limitado

Uno de los grandes inconvenientes, de la intensificación de la agricultura es la degradación de las propiedades físicas de los suelos.

El avance tecnológico, orientado sobre todo a un manejo racional y exhaustivo de los recursos hídricos, con el objetivo de aumentar la eficiencia del agua, conlleva una importante presión sobre el suelo, que ve deterioradas sus propiedades físicas y pierde su estructura. La utilización de maquinaria pesada, el empleo de gran cantidad de mano de obra y el mismo proceso de riego causan una degradación física del suelo; el empleo de aguas con contenidos elevados de sodio, inadecuado manejo de fertilizantes, el empleo de desinfectantes, causan una degradación química y biológica del suelo, todo ello agravado por la climatología característica de muchas de las zonas de cultivo (elevadas temperaturas, lluvias torrenciales, etc.), que propicia los procesos de erosión, mineralización excesiva, salinización, etc.

Tradicionalmente, y aún en la actualidad, los agricultores han mantenido la estructura del suelo con grandes aportes de materia orgánica. Este modo de proceder, por sí solo, ya resulta insuficiente, el ritmo de degradación de la estructura del suelo supera al de creación de estructura mediante la materia orgánica aportada, con lo que se hace cada vez más difícil mantener la competitividad por parte del agricultor ante unos márgenes cada vez más estrechos y unas exigencias de mercado en cuanto a cantidad y, sobre todo, calidad, cada vez mayores.

En un cultivo de pimiento en invernadero, las cantidades aplicadas son del orden de 50.000-80.000 Kg de gallinaza por Ha, lo que supone aportes de 1.500-3.000 Kg de N/Ha, mientras que las extracciones del cultivo, en el mayor de los casos son de 400 Kg de N/Ha. Todo esto se agrava si pensamos que la liberación de este nitrógeno de la materia orgánica, depende de múltiples factores externos (temperatura del suelo, humedad, aireación, microflora y microfauna presentes, presencia de otros nutrientes, etc.), con lo que difícilmente va a coincidir con la curva de extracción o demanda instantánea del cultivo.

Los agricultores de áreas bajo agricultura intensiva, son los primeros en sufrir los inconvenientes de suelos extremadamente compactados, con formaciones de costras superficiales, salinizados, sodificados, con contaminaciones endémicas de patógenos, etc. Y, precisamente esta incipiente agricultura tecnificada debe ser la referencia para corregir estos inconvenientes, y que la tecnificación siga progresando. Así, de hecho ya se están acometiendo y utilizando de forma generalizada acciones tales como:

• Incorporación de los restos de cultivo al suelo en su preparación.
• Estrategias para fomento del desarrollo radicular del cultivo.
• Aplicación de productos para mantener y mejorar la estructura del suelo: ácidos polihidroxicarboxílicos, ácidos fúlvicos, ácidos húmicos, etc.
• Aportes de importantes cantidades de calcio de manera continuada para contrarrestar los efectos nocivos del sodio.
• Adecuado manejo del proceso de fertirrigación tanto a nivel de suministro hídrico (evitando encharcamientos y excesiva sequedad) como a nivel nutricional (evitando excesos que provocan pérdidas innecesarias por lavado, interacciones entre nutrientes y alteración de la microfauna y microflora beneficiosa del suelo).
• Utilización de estrategias de abonado que minimicen las pérdidas de nutrientes y por tanto limiten las cantidades aportadas, como seguimiento continuado de las plantaciones con aportes según demanda, empleo de fórmulas fertilizantes a medida según la demanda del cultivo y las características edafológicas, etc.
• Empleo de productos activadores o potenciadores de la microfauna y microflora del suelo.

Fuentes

• Antonio L. Alarcón Vera. Dpto. Producción Agraria (Área Edafología y Química Agrícola) - ETSIA. Universidad Politécnica de Cartagena.
• Artículo Fertilizantes fitosanitarios. Disponible en "www.infoagro.com". Consultado: 18 de julio del 2011.