Módulo 2 – Suelos y nutrientes vegetales

Eco new farmers
Módulo 2 – Suelos y nutrientes vegetales
Sección 1 – Suelos y
fertilizantes de los suelos
Módulo 2 – Suelos y Nutrientes Vegetales
Section 1 - Suelos y fertilização de los suelos
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1. Introducción
En el módulo introductorio se apuntó que la agricultura biológica depende de la gestión del suelo
para mejorar las propiedades químicas, biológicas y físicas del suelo, a fin de producir utilizando
el mínimo de factor de producción. El interés creciente en la agricultura biológica ha sido motivado
por la búsqueda por parte del consumidor y también por el deseo de mantener o mejorar el
recurso del suelo.
En esta sesión, aprenderá sobre la fertilidad del suelo y su gestión en agricultura biológica. La
fertilidad del suelo es, usualmente, definida como la capacidad del suelo para suministrar
nutrientes a los cultivos agrícolas, o que a sus propiedades biológicas, químicas y físicas.
2. Constitución del suelo
El suelo, que suministra aire, agua, nutrientes y soporte mecánico para las plantas, es el material
sólido de la superficie terrestre resultante de la constante degradación física y química de
las rocas y de su transformación por organismos vivos. El suelo es un medio complejo, constituido
por un 45 % de partículas minerales, 20-30 % de aire, 20-30% de agua y cerca del 5 % de
materia orgánica (figura 1). La fracción orgánica consiste en organismos muertos, materia vegetal
y otra materia orgánica en varias fases de descomposición.
Partículas minerales: 45%
Aire:20-30%
Agua: 20-30%
Materia orgánica: 5%
Fig.1. Constitución del suelo
En realidad, los porcentajes de estas cuatro fracciones principales dependen de varios factores
como el tipo de suelo, clima, prácticas agrícolas y disponibilidad de agua.
Los minerales del suelo tienen origen en dos tipos de minerales principales. Los minerales
primarios, como la arena y limo cuya composición química varía poco durante el proceso de
meteorización, son los materiales del suelo más semejantes al material rocoso a partir del cual se
formaron. Las partículas de arena son las mayores - varían entre 0.05 mm (arena muy fina) y 2
mm (arena muy gruesa) de diámetro. Las partículas de arena poseen una baja capacidad de
retención de agua y nutrientes. Por otro lado, los minerales secundarios se forman por el desglose
y meteorización de materiales menos resistentes, que liberan iones importantes y formas
minerales más estables como arcilla y silicato. Los minerales secundarios son de dimensión más
pequeña y dominan la fracción arcillosa del suelo. Las partículas de arcilla son las partículas
minerales más pequeñas con dimensión inferior a 0.002 mm. Tienen una mayor superficie
específica, que facilita la adsorción de agua y nutrientes.
La proporción de arena, limo y arcilla determina la textura del suelo. La textura influye
considerablemente en las propiedades físicas del suelo, el almacenamiento de agua y la
transferencia de calor.
El aire es componente del suelo siguiente. Como ocupa el mismo espacio que el agua, puede
alcanzar aproximadamente entre el 2 % y el 50 % del volumen del suelo. La ventilación del suelo
influye en la disponibilidad de muchos nutrientes. El oxígeno es esencial para la respiración de la
raíz y de microorganismos que contribuyen al crecimiento de la planta El dióxido de carbono y el
nitrógeno son, también, importantes para la planta pues intervienen en funciones como la fijación
de nitrógeno por bacterias simbióticas 1. Si los suelos permanecen inundados (el aumento de la
proporción de agua en el suelo normalmente origina la reducción de la ventilación), los cambios
gaseosos de la raíz se dificultan, lo que puede llevar a la muerte de la planta.
El agua tiene un papel importante en el transporte de nutrientes para el desarrollo de las plantas
y para facilitar la descomposición biológica y química. La disponibilidad de agua del suelo es la
1
La fijación biológica de nitrógeno es un proceso natural esencial. Plantas y animales pueden obtener
nitrógeno a través de relaciones con organismos fijadores de nitrógeno. Estos organismos, como bacterias
del género Rhizobium, consiguen fijar el nitrógeno presente en la atmósfera, y cederlo en la forma de ión
amonio a las plantas (en general, leguminosas) que por su parte hacen disponibles hidratos de carbono a la
bacteria, en un tipo particular de mutualismo – la simbiosis.
capacidad de retención de agua de un determinado suelo, que queda disponible para el
crecimiento de las plantas y que depende de la textura del suelo. Cuanto más pequeñas sean las
partículas del suelo, más agua el suelo puede retener. Así, los suelos arcillosos tienen mayor
capacidad de retención de agua del que suelos arenosos. Además de eso, la materia orgánica
influye en la capacidad de retención de aguas de los suelos debido a su elevada afinidad para el
agua. Cuanto mayor sea el porcentaje de materia orgánica en el suelo, mayor la capacidad de
retención de agua del suelo.
La materia orgánica, conjunto de compuestos que contiene carbono, se encuentra en el suelo en
cerca de 1 a 5 %. La componente orgánica está constituida por organismos muertos, materia
vegetal y otras materias orgánicas en varios estados de descomposición. Esta componente es
importante para la nutrición vegetal, porque funciona como un reservatorio de nitrógeno, fósforo
y azufre y suministra nutrientes y hábitat para una diversidad de organismos del suelo. Los
mayores organismos del suelo son las lombrices y nematodos y los más pequeños son
bacterias, actinomicetos, algas y hongos que reducen toda la materia orgánica a dióxido de
carbono, agua, nitratos, sulfatos, fosfatos y otros compuestos inorgánicos que son comunes en el
suelo.
Cuando la materia orgánica se estabiliza, y no se verifican más procesos de descomposición, es
llamada de humus, una forma orgánica que puede persistir en el suelo por bastante tiempo. El
humus es más rico en nitrógeno, fósforo y azufre de lo que los residuos vegetales que lo
originaron.
3. Textura del suelo
El término textura del suelo es usado para describir la proporción de partículas del suelo con
diferentes dimensiones. Existen tres grupos de partículas – arena, limo y arcilla. El diagrama
triangular clasifica el suelo en diferentes texturas (figura 2). Por ejemplo, un suelo franco arenoso
contiene un 30-50% de arena, 0-20% de limo y 15-20% de arcilla.
Fig.2. El diagrama triangular clasifica el suelo en diferentes texturas
¿Cómo la textura del suelo afecta a la disponibilidad de nutrientes? Suelos arenosos, areniscos, no
son los buenos para retener los nutrientes. Suelos más finos, limosos, retienen nutrientes un poco
mejor. Suelos arcillosos son los que presentan mayor capacidad de retención de nutrientes y los
ponen a disposición para las plantas.
La textura tiene importantes efectos en la fertilidad (tabla 1). La textura de un suelo determina su
capacidad de drenaje y almacenamiento de agua, así como la idoneidad la diferentes cultivos. La
textura es también importante para determinar la estructura del suelo.
Tabla 1. Relación entre la textura del suelo y la fertilidad
Arena
Limo
Arcilla
Capacidad de retener nutrientes
muy baja
baja
buena
y de suministrarlos a la planta
Como se siente en la mano
arenoso
blando y
agregado o viscoso
pulverulento
4. Estructura del suelo
La estructura del suelo es otro término usado para describirlo (figura 3). Consiste en el arreglo de
las partículas de arena, limo y arcilla en acumulaciones y partículas de suelo. Los espacios entre
las acumulaciones son los poros y contienen aire y agua. Esa estructura depende de un conjunto
de procesos naturales que incluyen humedecimiento y secado, congelación y descongelamiento,
crecimiento radicular, actividad microbiana y de la macrofauna del suelo.
Productos secundarios
del suelo ej. humus
Esqueleto
mineral
Macroporo
Microporo
Fig.3. Estructura del suelo - arreglo de las partículas del suelo: minerales
(esqueleto mineral), materia orgánica (humus), aire y agua ocupando los macro y
microporos
5. Compactación del suelo
¿Por qué la estructura del suelo es importante? La estructura del suelo es importante debido a
varios aspectos. Desde luego, porque controla el movimiento del agua en el suelo y el
crecimiento radicular. Una buena estructura del suelo posee un sistema estable de poros de
diferentes dimensiones (figura 4).
La compactación del suelo empobrece su estructura, que se hace muy densa y con discontinuidad
de los poros. La compactación puede resultar de movilizaciones del suelo en condiciones
húmedas o pisoteo causado por los animales en pastoreo.
(a)
(b)
Fig.4. Estructura del suelo buena (a) y pobre (comprimido) (b)
Los efectos de la compactación del suelo en el crecimiento de las raíces son muy graves y pueden
limitar la absorción de nutrientes y el rendimiento del cultivo.
La preparación del suelo es muy importante para suministrar las condiciones de suelo necesarias
para la emergencia de la semilla y al desarrollo de las raíces (figura 5). En agricultura biológica, las
movilizaciones del suelo son también utilizadas para el control de infectantes. Más allá de eso,
liberan nutrientes en formas disponibles para las plantas. Como una alternativa, los métodos no
mecánicos, tales como el pastoreo de cerdos, pueden ser utilizados para movilizar el suelo, pues
estos animales remuevan la tierra en la búsqueda de alimentos.
Fig. 5. La movilización del suelo (mecánica y no mecánica) es utilizada para suministrar buenas
condiciones al suelo (estructura) para emergencia de semillas y desarrollo radicular
6. Materia orgánica del suelo
Mejorar y mantener la fertilidad y la estructura del suelo sonobjetivos importantes en agricultura
biológica. Fomentar el aumento de la proporción de materia orgánica ayuda a alcanzar estos
objetivos. La materia orgánica del suelo consiste en microorganismos y organismos vivos,
residuos en descomposición y materia orgánica residual o humus (figura 6).
Fig. 6. Composición de la materia orgánica del suelo: materiales vivos y no-vivos, residuos en
descomposición y materia orgánica residual o humus
En un pasto existen, de media, cerca de 8 toneladas de biomasa microbiana por hectárea y otras
20 toneladas de materiales radiculares. Si imaginamos una área del tamaño de un campo de
fútbol, el peso de la biomasa microbiana será equivalente al peso de 9 vacas nodrizas y el
material radicular representará el peso de otras 23 vacas.
¿Por qué la materia orgánica es tan importante? Porque suministra nutrientes, alimento y
energía a los microorganismos del suelo (estimula la actividad microbiana), retiene agua y
previene la degradación de la estructura del suelo.
Los residuos de los cultivos son una importante fuente de materia orgánica del suelo e incluyen
raíces y restos de cultivos como la paja. Algunos cultivos presentan más volumen de raíces que
otras. Por ejemplo, la patata deja cerca de 300 kilogramos por hectárea de material radicular en
la camada superficial del suelo, mientras un pasto de gramíneas deja, al cabo de tres años, 10 000
kg de biomasa radicular por hectárea. Estiércoles, lodos y otros residuos orgánicos, como
residuos urbanos, son valiosas fuentes de materia orgánica.
7. Resumen
En agricultura biológica, para conseguir mejorar y conservar la fertilidad del suelo, el plan de
fertilización debe basarse en el uso de estiércoles y de diversas prácticas agrícolas: sembrado de
césped, la fertilización verde, la rotación de cultivos, la cobertura del suelo, el compostaje y otros
fertilizantes orgánicos. Algunas de esas técnicas serán explicadas en los módulos y sesiones
futuras.
Esto concluye la sección sobre la gestión de la fertilidad del suelo. Vimos que los suelos están
constituidos por partículas minerales, materia orgánica, biomasa, aire y agua. También
verificamos que aumentar la proporción del suelo en materia orgánica es importante para
mejorar su fertilidad.