La Fertilidad de los Suelos

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La Fertilidad de los Suelos

Por Lea Harrison

Lea Harrison es instructora, diseñadora y pionera de la permacultura en Australia- Aqui presentamos un texto fundamental para entender la dinámica de un suelo sano y vivo - Fue traducido por Gina Bassaillon en 1996, y mas tarde revisado y editado por H. Hieronimi en 2001)
Necesitamos saber como funciona un suelo sano para poder entender como trabajar con el sin agotar su fertilidad. El suelo es una mezcla de materias orgánicas e inorgánicas conteniendo una gran variedad de macroorganismos (por ejemplo lombrices, hormigas, tijerillas, etc.) y microorganismos (como bacterias, algas, hongos). El suelo provee ancla y soporte para las plantas, las cuales extraen agua y nutrientes de el. Estos nutrientes están devueltos al suelo por la acción de los organismos del suelo sobre las plantas muertas o en vía de morirse y la materia de origen animal.

La fertilidad es la función principal de la eficiencia en este ciclo de reciclaje continuo. La proporción de nutrimentos no disponibles, sea en la biomasa o en el suelo, en un momento dado, es función del clima. Los organismos del suelo son inactivos a bajas temperaturas. La actividad aumenta conforme aumenta la temperatura (pero cesa de nuevo cuando hace mucho calor).

Entonces, en áreas templadas, o sea en "tierra fría" donde hay mucha diferencia entre las temperaturas altas del verano y las muy bajas del invierno, la actividad de los organismos del suelo baja o cesa durante el invierno. Esto resulta en una capa gruesa de basura orgánica y hojarasca. En áreas subtropicales y tropicales, donde la temperatura promedia es alta todo el año, los organismos del suelo son constantemente activos. Por consecuencia, la capa orgánica es delgada, el reciclaje de los nutrientes es relativamente rápido y continuo. En área templadas el reciclamiento de nutrientes es relativamente lento y periódico.

En áreas templadas la mayor parte de los nutrientes (90-95%) están en el suelo todo el tiempo. En los climas tropicales la mayor parte de los nutrientes (75-80%) están en la biomasa. Entonces, para lograr y mantener la fertilidad en las áreas templadas, necesitamos reforzar el contenido en nutrimentos del suelo. En áreas tropicales necesitamos crear más biomasa. Eso quiere decir que necesitamos técnicas agrícolas muy distintas en distintos climas. (La exportación de técnicas agrícolas de clima templado a los países de clima tropical ha sido la causa de grandes desastres ecológicos.)

La diferencia de ritmo de reciclaje de nutrientes es responsable del incremento en el ritmo de crecimiento y del aumento de la diversidad de las especies cuando pasamos de un área templada a una región tropical.

Aunque los organismos del suelo funcionen a distintos ritmos en distintos climas, la manera en que funcionan es la misma. Dado que la fertilidad es dependiente de la acción de los organismos del suelo que reciclan los nutrimentos, necesitamos entender como funciona este proceso para poder diseñar, en nuestros sistemas de Permacultura, las condiciones óptimas para el funcionamiento de estos organismos. O sea, necesitamos introducir en nuestros diseños suficiente hábitat y "forraje" para lograr una población deseable de organismos en nuestros suelos.

Un suelo sano es flojo, friable (desmenuzable) y bien aireado. Contiene bastante materia orgánica, aproximadamente 5% en el subtrópico, y más en áreas templadas. La capa superior de 15cm contiene aproximadamente 2 toneladas de materia viviente por hectárea. Para averiguar como se puede mantener esa fertilidad necesitamos observar, durante un tiempo de varios años, los sistemas naturales, sean bosques o pastizales que se han mantenido solos, incluyendo las poblaciones animales que allí viven. (Una buena razón para preservar las áreas silvestres.) Los macroorganismos (lombrices, tijerillas, hormigas y otros animales que hacen túneles bajo la tierra), se llevan la basura orgánica bajo tierra y la excretan en sus heces. Conforme van cavando, crean túneles que ayudan a mantener la tierra aireada. Generalmente se nota un incremento en la actividad de esos macroorganismos, especialmente lombrices y hormigas, a medida que va aumentando la fertilidad del suelo

Los microorganismos son extremadamente numerosos en un suelo fértil, es decir que un gramo de tierra sana contiene aproximadamente diez mil millones de bacterias. Todos los microorganismos que descomponen la materia orgánica y por consecuencia reciclan los nutrimentos, son organismos aerobios. Eso quiere decir que solo pueden actuar en presencia de oxígeno. Todos los patógenos de las plantas, los que causan enfermedades en las plantas, también son organismos aerobios. Aún en suelos bien aireados, los organismos aerobios utilizan el oxígeno con más velocidad que su difusión en el suelo. Eso crea, de vez en cuando, varios micro-sitios sin oxígeno, por todo el suelo. Las bacterias anaerobias, las cuales funcionan solo en ausencia de oxígeno, crecen y se multiplican en esos micro-sitios. Producen un gas, el etileno, el cual desactiva, pero no mata, los organismos aerobios. Hay un complejo vaivén entre las bacterias aerobias y anaerobias, todo el tiempo, en micro-sitios repartidos por todo el suelo. Eso fue reconocido por primera vez en 1970. Sucede en todos los suelos.

Los patógenos de las plantas son mucho mas sensibles al etileno que la mayoría de los demás organismos del suelo. (Dentro del grupo de esos patógenos, hay variaciones en su sensibilidad al etileno.) Son más sensibles al etileno que los microorganismos que descomponen la materia orgánica. Entonces, cuando este delicado ciclo está operando, los patógenos de las plantas se mantienen quietos pero la materia orgánica sigue siendo descompuesta. Durante el proceso de descomposición de la materia orgánica, se sueltan los nutrimentos esenciales para las plantas. Distintas plantas tienen distintas necesidades de nutrimentos, pero todas necesitan algunos para mantenerse sanos.

El nitrógeno es producido por la descomposición de la materia orgánica por microorganismos, en forma de nitrógeno de amonio. El nitrógeno en forma de amonio está ligado al suelo de tal manera que no puede ser disuelto por agua, o inaccesible al aire por desnitrificación. A pesar de eso, está fácilmente disponible para las plantas. Si los niveles de nitrógeno de amonio se acumulan en el suelo más rápidamente de lo que lo toman las plantas, las bacterias del suelo lo transforman en nitrógeno nitrato. El nitrógeno nitrato es muy soluble al agua. Las plantas lo pueden aprovechar fácilmente, pero se pierde con la lluvia, o bien se desnitrifica y se pierde en forma de gas. Actúa como el oxígeno para la producción de etileno. Interfiere en la formación de micro-sitios anaerobios. Cuando no hay etileno presente, hay actividad incontrolada de bacteria aerobia. O sea, hay descomposición incontrolada de materia orgánicas También hay crecimiento y multiplicación incontrolados de patógenos de plantas. Eso sucede en un bosque inalterado donde hay un árbol viejo, enfermo o dañado. El árbol no está utilizando, para su crecimiento, el nitrato de amonio producido, como lo haría normalmente. Además, se produce un exceso de nitrato de amonio por la descomposición del excedente de materia orgánica, cual exceso está causado por la caída de hojas y ramas muertas y por las raíces que se mueren. El exceso de nitrógeno de amonio se transforma en nitrógeno nitrato. En forma de nitrato este exceso de nitrógeno puede ser repartido, por el agua, a otras áreas del bosque, donde puede ser aprovechado por otras plantas, o por la atmósfera en forma de gas nitrógeno.

En el sitio del árbol enfermo, la presencia de nitrógeno nitrato no permite la producción de etileno. En consecuencia, la descomposición de la materia orgánica sigue sin impedimento y las condiciones son favorables para que los patógenos ataquen el árbol vivo. Entonces este árbol viejo, enfermo o dañado se descompone muy rápidamente, para impedir que se reproduzca y para permitir que crezcan los árboles nuevos, jóvenes y productivos. Los nutrientes producidos por la descomposición de los árboles son utilizados por las plantas nuevas, o bien repartidos a través del bosque hasta donde se necesitan. El mismo sistema ocurre en pastizales inalterados. Las enfermedades de las plantas y la presencia de nitrógeno nitrato en el suelo es una advertencia que algo está fuera de equilibrio. Que hay una planta enferma que necesita ser destruida. En los suelos inalterados hay alrededor de 15-10 partes por millón (ppm) de nitrógeno de amonio y menos de 2 ppm de nitrógeno nitrato. En los suelos alterados, por ejemplo los campos de cultivo (especialmente donde se utilizan fertilizantes químicos), no hay ningún nitrógeno de amonio y de 20 a 200 ppm de nitrógeno nitrato. Por consecuencia, el suelo cultivado está totalmente fuera de equilibrio; los cultivos son débiles y serán atacados por las enfermedades. En la agricultura occidental de hoy en día, el suelo generalmente se ara o se cultiva. Esto descompone el suelo y lo airea muy rápidamente. Los micro-sitios donde se produce el etileno se inundan de oxígeno. Entonces ya no se produce etileno. Se produce una descomposición incontrolada de la materia orgánica. Se produce mucho nitrógeno de amonio, pero no hay plantas en el suelo cultivado para aprovecharlo. Entonces, las bacterias lo transforman en nitrógeno nitrato para que se mueva a donde hay plantas para aprovecharlo.

Durante ese proceso el suelo se vuelve más ácido y los demás nutrimentos (calcio, potasio, magnesio) entran en solución y se lixivian. La mayor parte del carbono de la materia orgánica se evapora en el aire en forma de bióxido de carbono. Toda la energía soltada por la descomposición de la materia orgánica está disipada y desperdiciada. Plantamos una cosecha en esa tierra. Utiliza lo que queda de nitrógeno. El suele trata de volverse en equilibrio, pero una parte tan grande de la energía de la materia orgánica se ha ido que no queda suficiente para que los organismos sigan funcionando. El sistema está fuera de equilibrio, al igual de como estaba alrededor del árbol enfermo. Para producir una cosecha, el agricultor ahora tiene que rociar la cosecha para matar las enfermedades y agregar fertilizante para sustituir a los nutrientes que se perdieron por el arado. Es posible producir la misma situación en suelos sin cultivar si se usan demasiadas leguminosas, por ejemplo en un pastizal donde predominan las leguminosas.. Porque siempre ha habido mucho nitrógeno nitrato en nuestras tierras de cultivo, los científicos habían supuesto que eso era lo que se necesitaba. Asi que la mayoría de los fertilizantes comerciales tienen nitrógeno en forma de nitrato. La aplicación de tales fertilizantes mantiene el sistema fuera de equilibrio. Los jardineros orgánicos, quienes aplican fertilizantes de nitrógeno en forma de amonio, usualmente combinados con materia orgánica, pueden restaurar el equilibrio de tales sistemas. Sin embargo, el uso excesivo del nitrógeno de amonio también mantendrá el sistema en desequilibrio. Necesitamos regresar a los sistemas de suelos inalterados para ver como los nutrientes, otros que el nitrógeno, se hacen disponibles para las plantas. Hay reservas adecuadas de esos nutrimentos en suelos sanos, pero están en forma insoluble para impedir que se desperdicien por lixiviación. Las plantas solo pueden aprovecharlos en forma soluble. La misma planta cambia su ambiente para hacer que esos nutrientes le sean aprovechables. Conforme la raíz va empujando a través del suelo, aprieta el suelo y una película de agua (la rhizosfera) se acumula alrededor de las raíces. Las raíces trazuman de 2 a 10 por ciento del total del carbono que produce la planta, a la rhizosfera. La descomposición de la materia orgánica por los microorganismos requiere mucha energía para poder empezar. Esa energía está disponible del carbono que las raíces de la planta han trazumado en la rhizosfera. Así que los microorganismos se acumulan en la rhizosfera. El hierro está presente en todos los suelos saludables (de 2 a 12% del'peso del suelo), como minúsculos cristales de hierro férrico. Los nutrimentos de las plantas, por ejemplo el fosfato, el sulfato y los elementos menores, se pegan fuertemente a la superficie (grande) y muy cargada (magnética) de los cristales de hierro férrico. En este estado son inmóviles y no pueden lixiviarse, pero no son aprovechables. Conforme se van formando micro-sitios donde no se forma oxígeno, esos cristales se transforman de hierro férrico a hierro ferroso. Los nutrimentos ligados son soltados y pueden ser tomados por las plantas. Ahora hay grandes concentraciones de hierro ferroso, muy móvil, en solución al micro-sitio. Otros nutrimentos esenciales, como el calcio, el potasio, el magnesio y el amonio, están detenidos en la superficie de partículas de arcilla y de materia orgánica. Cuando hay grandes concentraciones de hierro ferroso, el hierro ferroso desaloja esos nutrimentos a la solución del suelo, donde las raíces de las plantas pueden aprovecharlos. Las condiciones necesarias para esa inmovilización de nutrimentos es idéntica a la que se requiere para la producción de etileno: la ausencia de oxígeno y de nitrógeno nitrato. Dado que la más grande concentración de microorganismos se encuentra en la rhizosfera, allí es donde los micro-sitios anaerobios son más susceptibles de formarse. Entonces, los nutrimentos están movilizados exactamente donde las plantas los necesitan, no se pierden por lixiviación, porque luego que llegan a la orilla del micro-sitio, el hierro ferroso se vuelve férrico y los nutrimentos se vuelven a pegar a los cristales de hierro férrico, a las partículas de arcilla y de materia orgánica. Entonces, donde no puede ocurrir la producción de etileno, esos nutrimentos se encuentran en un estado no aprovechable para las plantas.

El hierro ferroso provoca específicamente la producción de etileno. Reacciona con un precursor del etileno, presente en el suelo a partir de la descomposición del mantillo de hojas maduras y una reacción ocurre y resulta en que se suelta el etileno. En las comunidades inalteradas de plantas, las hojas maduras forman la mayor parte de la capa de mantillo vegetal. En la agricultura occidental, la mayor parte de esas hojas son quitadas con la cosecha, o bien se las comen los animales o son quemadas. Por consecuencia, los suelos agrícolas tienden a ser deficientes en precursor. Las diversas especies acumulan cantidades muy distintas de precursor en sus hojas. Por ejemplo, el arroz, el crisantemo, el aguacate, el pinus radiata tienen altos niveles. Los dolichos, paspalum. alfalfa y algunos helechos tienen bajos niveles. Es importante, cuando se hace la selección de especies, de usar cuantas sea posible que son altas en precursor. Nuestros métodos agrícolas actuales rinden aumentos a corto plazo a expensas de la estabilidad a largo plazo. El uso excesivo de fertilizantes nitrogenados, la eliminación excesiva de plantas por cultivo, desmonte, quema y sobre-pastoreo, además del uso excesivo de las leguminosas, pueden darnos un incremento de cosecha a corto plazo. Los resultados a largo piazo son: => aumenta el costo total en energía de nuestras cosechas; entre 5 y 50 unidades de energía se gastan para cada unidad cosechada => disminuye la fertilidad del suelo a causa de la pérdida de nutrimentos y de materia orgánica, lo que lleva a un aumento de acidez o alcalinidad, salinidad, toxicidad y desertificación => disminuye el valor nutritivo de las cosechas. => disminuye la resistencia de las cosechas a la enfermedad. => aumenta el nivel de elementos químicos tóxicos en el suelo, en la cosecha, en el agricultor y en el consumidor. => disminuyen nuestra salud y nuestra resistencia a la enfermedad. => disminuye nuestra viabilidad como especie. “En la naturaleza, o bien eres perfecto, o bien estás reemplazado”. Esta es la condición actual de nuestra agricultura. No es sostenible. El propósito de la agricultura es de captar la energía del sol, a través de las plantas, para producir alimento y combustible para nosotros y para nuestros animales. La transformación del carbono a cadena de carbono en los azúcares y almidones, manufacturados por las plantas, nos da energía en una forma que podemos aprovechar. Pensamos que debemos cultivar, abonar y rociar para producir alimentos, pero el aire y el suelo contienen todo lo que necesita una planta. Cada cucharada de suelo contiene cientos de miles de microorganismos que transformarán los nutrimentos ligados en una forma accesible a las plantas, mientras no interferimos y solo dejamos que opere el sistema. Entonces, ¿qué podemos hacer para mantener la fertilidad del suelo y para aumentar la fertilidad de los suelos degradados? Primero, es esencial que la materia orgánica sea continuamente devuelta a la tierra. La mejor materia orgánica es la de plantas maduras y es preferible devolverla a la superficie del suelo que incorporarla al suelo. Los residuos de cosechas no deben ser quemados. Los pastizales no debe ser sobre-pastoreados y deben dejarse descansar periódicamente. Las plantas cultivadas deben tener un mantillo vegetal muerto o vivo alrededor de ellas. Hay que escoger ciertos mantillos vivos por sus altos niveles de precursor de etileno. De esa manera los nutrientes serán reciclados, se estimulará la actividad microbial; los niveles adecuados de precursor de etileno serán restringidos. Cuando es necesario cultivar, para airear un suelo compactado, hay que usar técnicas mínimas de cultivo. No excavar, no arar, cortar las hierbas en lugar de arrancarlas. Así se mantienen las plantas creciendo en el suelo todo el tiempo y el suelo se remueve lo menos posible.

Cuando necesitamos aplicar fertilizante para aumentar la fertilidad de un suelo pobre o para establecer nuevos árboles, debemos aplicar solo fertilizantes cuyo nitrógeno se presenta en forma de amonio. La única manera de parar la nitrificación de cualquier forma de nitrógeno, sea proveído en forma natural por materia orgánica o leguminosas, o desde un saco, es cuando las plantas lo consumen conforme se va aplicando, o bien si está ligado por los microorganismos y soltado poco a poco conforme se vayan muriendo. Entonces, los abonos deben aplicarse en los tiempos de alta demanda por parte de las plantas. Varias aplicaciones pequeñas valen más que una o dos importantes. Cuando aplicamos fertilizantes podemos agregar material vegetal maduro, por ejemplo tallos de pastura o paja de trigo, los cuales tienen un alto contenido de carbono y bajo contenido de nitrógeno. Los microorganismos utilizan el carbono y por consecuencia el nitrógeno, y lo ligan a sus propios cuerpos, de lo cual se obtiene una descarga lenta de nitrógeno sobre algo de tiempo. No hay que exagerar en el uso de leguminosas en el sistema. Conviene imitar el equilibrio natural de leguminosas en el área, por ejemplo en el subtrópico hay pocas leguminosas en la capa de hierbas, muchas en la capa pionera y relativamente pocas en la etapa clímax. Se recomienda mezclar algunas plantas nativas con las especies exóticas para mantener sanos los organismos nativos del suelo.