3.2: Salud y Manejo del Suelo
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Laura Van Eerd, Kate Congreves, Melissa Arcand, Yvonne Lawley y Caroline Halde
Objetivos de aprendizaje
Al término de este capítulo, los alumnos podrán:
- Definir el término “salud del suelo” y comprender sus componentes
- Comparar métodos para cuantificar la salud del suelo
- Explicar la conexión entre mejorar la salud del suelo y la mejora de los servicios ecosistémicos
- Identificar las amenazas a la salud del suelo que causan la degradación del suelo, y cómo ciertas prácticas blindan el suelo contra amenazas, apoyan la diversificación o 'perennializan' los sistemas anuales de cultivo, y suministran mayores insumos de carbono
- Nombrar las prácticas 6C de manejo de la salud del suelo y explicar cómo cada una contribuye a mejorar la salud del suelo
INTRODUCCIÓN
El potencial de degradación del suelo sigue siendo una amenaza constante para la resiliencia y sostenibilidad de los ecosistemas agrícolas y naturales. Cuando el suelo se degrada también lo es su salud. Los esfuerzos para mejorar o mantener la salud del suelo no solo beneficiarán a los productores o administradores de tierras, sino que también beneficiarán al medio ambiente, un escenario de ganar-ganar posible porque los suelos saludables van de la mano con los servicios ecosistémicos (Cuadro 15.1). Al leer este Capítulo, aprenderá sobre la historia de la salud del suelo, su definición, cómo se relaciona con los servicios ecosistémicos del suelo y cómo se mide e interpreta. En términos de mejorar la salud del suelo, proponemos las prácticas 6C de manejo de la salud del suelo como acciones positivas para mejorar la salud del suelo (Figura 15.1). Se les denomina 6Cs porque comienzan con la letra C, enfatizando la importancia del carbono del suelo y su influencia en la salud del suelo. Aquí, aprenderá sobre cada una de las 6C y cómo influyen en la salud del suelo. Verás rápidamente que el concepto de salud del suelo reúne gran parte de lo que aprendiste en los otros capítulos, y las 6C te brindan opciones de manejo que puedes aplicar en tu campo, jardín o patio para mejorar la salud del suelo y la productividad de las plantas.
LA IMPORTANCIA DE LA SALUD DEL SUELO ES RECONOCIDA DESDE HACE MUCHO TIEMPO
Los suelos en Canadá son jóvenes, habiéndose desarrollado a lo largo de los 10,000 años más o menos desde el retroceso de los últimos glaciares (ver Capítulo 2). La sociedad canadiense se ha beneficiado de la fertilidad inherente a estos suelos jóvenes, todavía relativamente ricos en nutrientes y materia orgánica, que se extienden por nuestros paisajes actuales. Aún así, los agricultores y administradores de tierras canadienses han tenido que vigilar de cerca cómo las actividades antropogénicas han degradado los suelos a lo largo de las décadas y siglos desde la tala a gran escala de bosques y pastizales nativos para el uso y extracción de recursos. Hemos tenido que responder adaptando nuevas tecnologías y estrategias de manejo que se adapten mejor al clima específico y a las condiciones del suelo presentes dentro de cualquier ubicación geográfica, para que se mantengan las funciones del suelo y la capacidad de brindar servicios ecosistémicos—que el suelo es saludable.
Los conceptos de salud del suelo y la conciencia de que las acciones humanas afectan las funciones del suelo se remontan al registro escrito de milenios. En Canadá, esos registros escritos no son tan antiguos, pero los pueblos y sociedades indígenas que florecieron aquí tenían una conciencia del papel central que desempeñaban los suelos en el apoyo a sus medios de vida. Antes del asentamiento europeo, los indígenas manejaban el paisaje de innumerables maneras que influían directa e indirectamente en las propiedades y funciones del suelo para satisfacer sus necesidades en la promoción del aprovisionamiento de alimentos.
Por ejemplo, la agricultura estuvo presente en la región de los Grandes Lagos antes del asentamiento europeo, donde el pueblo Haudenosaunee practicó los primeros sistemas de cultivo intercalado de Canadá plantando calabaza, maíz y frijoles juntos. Al combinar estas formas complementarias de crecimiento vegetal, esta práctica ayuda a apoyar la productividad de las plantas al tender a los nutrientes del suelo y enfatiza la reciprocidad entre las personas y el suelo: no solo tomar del suelo, sino también retribuir. Siglos después, el cultivo intercalado es visto como una estrategia reemergente de construcción de la salud del suelo, y es un ejemplo de cómo la diversificación de plantas apoya la salud del suelo. El vínculo entre las personas, los suelos y las plantas también se extiende a los animales. En las praderas canadienses, el bisonte jugó un papel central en la conformación de los ecosistemas de pastizales. Estos paisajes incluyeron indígenas que practicaban quema prescrita para controlar especies leñosas mientras mantenían vegetación apetecible para el pastoreo de bisontes (Savage, 2011). Sin la influencia humana en estas interacciones animal-planta-suelo, ¿existiría el rango geográfico de los suelos de pastizales ricos en materia orgánica, los Chernozems (ver Capítulo 10), que apoyan la agricultura de las praderas canadienses tal como los conocemos hoy en día?
¡Puedes Cavar!
Kirsten Kurtz, gerente del laboratorio de Cornell Soil Health, muestra un cartel de la pintura de 'Tres hermanas en el suelo' (Izquierda) realizada por Kurtz y estudiantes que usan solo suelos. Esta pintura ganó la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO) del primer concurso mundial de pintura de suelos de las Naciones Unidas en honor al Día Mundial del Suelo (5 de diciembre Observe las canastas de maíz, frijol y calabaza (los tres principales cultivos agrícolas de diversos grupos indígenas en América del Norte) y la multitud de colores todos derivados del suelo. ¿Quién sabía que el suelo podría ser tan colorido?
En el método de siembra de Tres Hermanas, tres cultivos se benefician entre sí. El maíz proporciona una estructura para que los frijoles suban, eliminando la necesidad de postes. Los frijoles proporcionan el nitrógeno al suelo, y la calabaza se extiende a lo largo del suelo, bloqueando la luz solar y ayudando a prevenir el establecimiento de malezas.
Para más información ver: https://blogs.cornell.edu/hort/2018/01/12/three-sisters-in-soil-wins-global-soil-painting-competition/
DEFINICIÓN DE LA SALUD DEL SUELO
Hoy en día, los términos calidad del suelo y salud del suelo se utilizan comúnmente como sinónimos, distinguidos principalmente por la preferencia y no por el significado. La definición más ampliamente citada es la de Doran et al. (1996) — la salud/calidad del suelo es la capacidad de un suelo para funcionar dentro de ecosistemas y límites de uso del suelo para sostener: (i) productividad biológica, (ii) calidad ambiental y (iii) salud vegetal y animal (incluida la humana). Como tal, invoca la vinculación entre las funciones del suelo y los servicios ecosistémicos del suelo (Bünemann et al., 2018). Las funciones del suelo representan “lo que hace el suelo” o “cómo se comporta el suelo”, en lugar de describir lo que es el suelo. Las funciones del suelo son haces de atributos y procesos del suelo, que se unen para desempeñar un papel. La capacidad de funcionamiento del suelo potencia la medida en que se prestan los servicios ecosistémicos. Los servicios ecosistémicos, muchos de los cuales son proporcionados directa e indirectamente por los suelos, apoyan la supervivencia y calidad misma de toda la vida (Cuadro 15.1, Figura 15.2). Dada la compleja relación que tienen los suelos con los servicios ecosistémicos, no es de sorprender que identificar exactamente lo que representa un suelo sano haya sido un desafío. Ninguna medición única del suelo cuantifica la salud del suelo, sino que debe inferirse de una multitud de atributos, procesos y contextos del suelo.
Cuadro 15.1. Vínculos simplificados entre un suelo sano y funcional y servicios ecosistémicos con indicadores de ejemplo
| Funciones/roles del suelo | Servicio ecosistémico | Bienes proporcionados por ecosistemas de suelo | Ejemplo de indicadores de salud del suelo |
|---|---|---|---|
| Aprovisionamiento de hábitat, regulación de poblaciones biológicas; ciclo de elementos y materia orgánica; ciclo de agua | Producción de biomasa | Alimentos, piensos, combustible, fibra y otros materiales | Productividad primaria |
| Materia orgánica y carbono | |||
| Profundidad de un horizonte | |||
| Ciclos de elementos y materia orgánica; ciclismo acuático | Suministro de nutrimentos | Suministro y flujo de nutrientes y energía | Materia orgánica y carbono |
| Carbón activo | |||
| Nitrógeno potencialmente mineralizable | |||
| Concentraciones nutrimentales | |||
| Ciclos de elementos y materia orgánica; ciclismo acuático | Regulación climática | Capacidad para almacenar carbono y regular las emisiones de gases de efecto invernadero, y mitigar el cambio climático | Carbono orgánico |
| Respiración | |||
| Nitrógeno total | |||
| Aprovisionamiento de hábitat y regulación de poblaciones biológicas | Regulación de temperatura | Mitiga las fluctuaciones de temperaturas extremas | Capacidad de retención de agua |
| Materia orgánica | |||
| Ciclo del agua; ciclo de elementos y materia orgánica; mantenimiento de la estructura del suelo | Calidad y suministro de agua | La vegetación y los factores edáficos regulan la infiltración de humedad, la percolación, el almacenamiento, el flujo, la filtración y la calidad del agua | Capacidad de agua disponible |
| Tasa de infiltración | |||
| Penetración | |||
| Aprovisionamiento de hábitat y regulación de poblaciones biológicas; ciclo de elementos y materia orgánica | Conservación de la biodiversidad | Apoyar la flora y la fauna, y mantener la viabilidad de los acervos genéticos | Análisis de ácidos grasos fosfolípidos |
| qPCR | |||
| Genómica | |||
| Aprovisionamiento de hábitat y regulación de poblaciones biológicas; ciclo del agua | Control de plagas y enfermedades | Regular el equilibrio y estructura de comunidades y poblaciones, y la actividad de depredadores y presas | Genómica |
| Evaluación de raíces | |||
| Mantenimiento de la estructura del suelo | Control de la erosión | Mitigar daños como inundaciones o deslizamientos de tierra | Estabilidad de agregados |
| Textura | |||
| Materia orgánica | |||
| Aprovisionamiento de hábitat | Servicios culturales | Preservar los beneficios que las personas obtienen de los ecosistemas además de los mencionados anteriormente, como el enriquecimiento espiritual, el desarrollo, la recreación y los valores estéticos | Productividad primaria |
MEDICIÓN E INTERPRETACIÓN DE LA SALUD DEL SUELO
La investigación en salud del suelo se ha expandido drásticamente en las últimas tres décadas (Figura 15.3), y con el conocimiento viene el uso. Este conjunto de conocimientos ha alimentado en gran medida la captación del interés por la salud del suelo y las pruebas por parte de cultivadores y administradores de tierras en todo el mundo Las personas ahora están usando pruebas de salud del suelo para comparar y rastrear las mediciones de salud del suelo a medida que implementan nuevas prácticas destinadas a mejorar la resiliencia agrícola, ecosistémica y del suelo. Sin embargo, las mediciones de la salud del suelo varían mucho y no hay consenso global. Existen multitud de enfoques para monitorear y descifrar el estado de salud de un suelo, que van desde estrechos y simples hasta multifacéticos y complejos (Figura 15.4). Los enfoques se eligen en base a la facilidad de muestreo, criterios de medición, instalaciones de laboratorio analítico, confiabilidad y costo. Independientemente de las diferencias, se aplica una única regla general: para que una prueba de salud del suelo sea significativa, debe apuntar a una función del suelo o servicio ecosistémico específico y relevante.
Evaluaciones Visuales
Hay un gran valor en la educación del suelo, y las evaluaciones visuales de los indicadores de salud del suelo ofrecen una oportunidad para aprender. Los indicadores cualitativos que se pueden evaluar en el campo pueden proporcionar experiencias de aprendizaje experiencial y promover la comunicación entre cultivadores o administradores de tierras y especialistas. Al prestar mucha atención al suelo con frecuencia, las evaluaciones visuales son una parte clave de la planificación y refinación de la gestión del suelo.
En campos, las evaluaciones visuales del suelo generalmente requieren poco tiempo (menos de una hora), herramientas mínimas (una pala o pala y agua) y ofrecen resultados inmediatos. Se puede decir que las evaluaciones visuales de la salud del suelo se centran principalmente en el suelo superficial (a menos que se caven hoyos para una evaluación de perfil) y en los atributos físicos, comparados con los atributos biológicos y químicos. Por ejemplo, al examinar visualmente una muestra de suelo, se puede evaluar groseramente la textura del suelo, la agregación, la estructura, la compactación y la filtración de agua, todos los componentes físicos del suelo. Con un poco más de esfuerzo y acceso a herramientas simples, se pueden hacer interpretaciones visuales sobre química (pH del suelo) y biología (respiración, recuento de lombrices). Algunos practicantes utilizan tarjetas de referencia para examinar el color, combinar evaluaciones visuales con el olfato o mirar sus muestras de suelo bajo un microscopio. El fotomontaje aquí muestra evaluaciones visuales que se basan en el cambio de color (Figura 15.4A y 15.4B), y conocimiento experto (Figura 15.4C).
Para ayudar con las evaluaciones visuales de la salud del suelo, se han desarrollado tarjetas de puntuación como una herramienta simple para guiar las observaciones del suelo, las plantas, el agua y los animales sobre la calidad. Algunas tarjetas de puntuación también proporcionan una clave visual para ayudar a minimizar las malas interpretaciones por parte de no expertos en ciencias del suelo.
No todas las evaluaciones visuales del suelo son de baja tecnología; los científicos del suelo están utilizando el sincrotrón o tomografía axial computarizada (TAC) como técnicas de evaluación visual. Las mismas TAC utilizadas en medicina se han utilizado en el suelo para medir la porosidad, la conectividad y la formación de costras.
A pesar de los beneficios de examinar visualmente el suelo, la mayoría de las evaluaciones visuales por sí solas no pueden evaluar el grado en que se están desempeñando los servicios ecosistémicos del suelo, aparte del posible control de la erosión, como se deduce de los atributos físicos Como tal, las evaluaciones visuales del suelo pueden ser más útiles para inferir el estado de salud del suelo cuando se combinan con otras técnicas analíticas.
Pruebas de Salud del Suelo
Las pruebas analíticas del suelo ofrecen información más precisa sobre los pilares físicos, químicos y biológicos de la salud del suelo que los exámenes visuales. Una lista de atributos comunes del suelo que se miden a través de enfoques analíticos basados en laboratorio para cada uno de los tres pilares se enumera en la Figura 15.5, y la mayoría de los cuales ya han sido discutidos en capítulos anteriores de este libro (ver Capítulo 4, Capítulo 5, y Capítulo 6). Tener pruebas de suelo puede ser útil para la planificación del manejo; por ejemplo, muchos laboratorios certificados ofrecen cantidades recomendadas de fertilizantes basadas en los niveles de nutrientes del suelo y los objetivos de rendimiento de los productores.
Las pruebas comerciales de salud del suelo actualmente disponibles ofrecen información sobre uno o más atributos del suelo (Cuadro 15.2). Estas pruebas comerciales suelen ser pruebas enfocadas en biología o química que cuantifican los atributos del suelo y pueden ser útiles para monitorear tendencias a lo largo del tiempo y de un lugar a otro. Sin embargo, los tres pilares de la salud del suelo deben considerarse para una interpretación holística del estado de salud de un suelo. Teniendo esto en cuenta, hay que reconocer que aumentar el número de atributos puede incrementar la complejidad de las relaciones entre indicadores, lo que puede complicar la interpretación y por ende las recomendaciones de gestión. Idealmente, los datos de atributos del suelo deben vincularse con la función del suelo y el desempeño de los servicios ecosistémicos para comprender la salud del suelo de una manera
Cuadro 15.2. Indicadores de salud del suelo que se incluyen en diversas pruebas de salud del suelo. ¿Qué indicadores incluiría su prueba de salud del suelo?
| Indicador de Salud del Suelo | Evaluación Integral de la Salud del Suelo (CASH) |
Marco de Evaluación de la Gestión de la Salud del Suelo (SMAF) |
Kit de prueba de suelo NRCS (NRCS) |
Prueba de Haney (Haney) |
Evaluación del Instituto de Salud del Suelo (SHI) |
Marco de huellas dactilares del suelo (AAFC) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Físico | ||||||
| Textura | X | - | X | - | X | X |
| Estabilidad de agregados | X | X | X | - | X | propuesto |
| Penetración | X | - | X | - | X | - |
| Capacidad de agua disponible | X | X | X | - | X | - |
| Conductividad hidráulica saturada | - | - | - | - | X | propuesto |
| Densidad aparente | - | X | X | - | X | X |
| Infiltración | - | X | X | - | - | - |
| Clasificación de erosión (RUSLE) | - | - | X | - | X | - |
| Apagamiento | - | X | X | - | - | - |
| Crustings | - | X | X | - | - | X |
| Estructura + macroporos | - | X | X | - | - | X |
| Una profundidad de horizonte | - | - | X | - | - | X |
| Biológica | ||||||
| Crecimiento vegetal/rendimiento | - | - | X | - | X | propuesto |
| Evaluación de raíces | X | - | X | - | - | fase de desarrollo |
| N potencialmente mineralizable | X | - | X | - | X | - |
| Proteína | X | - | - | - | X | - |
| Enzimas | - | X | X | - | X | - |
| Biomasa microbiana | - | - | - | - | - | - |
| Lombrices | - | X | X | - | - | fase de desarrollo |
| NH3 liberado (SLAN) | - | - | - | X | - | - |
| CO2 evolucionado (respiración) | X | X | X | X | X | - |
| Ácido graso fosfolípido (PLFA) | - | - | - | - | X | - |
| Éster metílico de ácido graso ligado a éster (EL-FAME) | - | - | - | - | X | - |
| Genómica | - | - | - | - | X | propuesto |
| Reflectancia | - | - | - | - | X | - |
| Químico | ||||||
| pH | X | X | X | - | X | X |
| Conductividad eléctrica (EC) | - | X | X | - | X | X |
| Capacidad de intercambio catiónico | - | - | - | - | - | |
| Materia orgánica | X | X | X | - | X | X |
| Carbono orgánico | - | X | X | - | X | X |
| Carbón activo | X | X | X | - | X | - |
| C+N orgánico extraíble en agua (WEOC, WEON) | - | - | - | X, X | - | - |
| Nitrógeno Total | - | - | - | X | - | |
| Nitrato-Nitrógeno | - | X *Lixiviación | X | X | - | propuesto |
| Amonio-N | - | - | - | X | - | propuesto |
| Extractable P, K | X, X | - | - | X, X | X, X | - |
| Extractable Ca, Mg | X, X | - | - | X,? | X, X | - |
| Mn extraíble, Zn | X, X | - | - | - | X, X | - |
| Na Extractable | - | - | - | - | X | - |
| Extractable Fe, Cu | X,? | - | - | X *H3A | X, X | - |
| Salinidad y Sodicidad | X | - | - | - | X | - |
| Factores formadores del suelo | ||||||
| Medio ambiente y procesos genéticos de formación de suelos | - | - | - | - | X | X |
| Pendiente (tipo, posición, gradiente) | - | - | X | - | X | X |
| Condiciones de la superficie (incluido el manejo del suelo) | - | - | X | - | X | X |
| Uso del suelo (incl. tipo de cultivo) | - | - | X | - | X | X |
| Referencia | Idowu et al. (2009) | Andrews y otros (2004) | Sarrantonio y otros (1996) | Haney et al. (2010) | Norris y otros (2020) | Fox y otros (2014) |
Puntuaciones integradas de pruebas de salud del suelo
Para ser útiles, los indicadores de salud del suelo deben interpretarse claramente y expresarse idealmente en relación con los valores de referencia. Los valores de referencia para los atributos del suelo pueden derivarse de un suelo no perturbado (no impactado por la actividad antropogénica, que puede ser difícil de encontrar o de otra manera no refleja el funcionamiento óptimo del suelo) o un suelo con productividad primaria y desempeño ambiental superiores. Como marco para la puntuación de la salud del suelo, los indicadores de salud del suelo en cualquier sitio dado pueden compararse con un suelo de referencia, o con la frecuencia de distribución estadística del indicador dado (Figura 15.6) de un rango de muestras bajo usos de suelo o regiones comparables.
Un enfoque multifacético para la puntuación del suelo implica el establecimiento de funciones estándar de puntuación no lineal, que tienen tres formas generales (Figura 15.6) y representan indicadores donde: (i) más es mejor (por ejemplo, materia orgánica del suelo), (ii) óptimo es mejor (por ejemplo, nutrientes, pH) y (iii) menos es mejor (por ejemplo, salinidad). La forma de la curva para cada indicador de suelo está informada por la opinión de expertos y/o literatura. Cada valor de atributo de suelo se transforma en una puntuación relativa basada en dónde cae en la curva de puntuación, según se deriva de la frecuencia de distribución para una región o uso del suelo en particular. Como tal, cuando las curvas de puntuación se basan en conjuntos de datos regionales, como la Evaluación Integral de la Salud del Suelo (CASH) de la Universidad de Cornell, las puntuaciones resultantes (0 a 100) indican el rango relativo a esa región en particular. Al integrar las puntuaciones de muchos atributos del suelo, se promedian todas las puntuaciones. Cuanto mayor sea la puntuación, mejor será la salud del suelo.
¡Puedes Cavar!
Suaviza tus calzones
Bueno eso llama tu atención. Soil Your Undies iniciado por la Asociación de Agricultores Innovadores de Ontario en 2017 para alentar a las personas a aprender más sobre su suelo (http://www.omafra.gov.on.ca/english/premier_award/2017/events/h/ifao.htm). Al enterrar la ropa interior de algodón en tierra hasta por 2 meses, puedes ver cuán biológicamente activa es tu suelo. Así es como funciona. El algodón es de origen vegetal y por lo tanto a base de carbono La fauna del suelo y los microbios se alimentan de carbono, por lo que cuanto más degradada sea tu ropa interior, más activa será tu suelo. Colaborando con el Ministerio de Agricultura, Alimentación y Asuntos Rurales de Ontario (OMAFRA) Especialista en Manejo de Suelos Anne Verhallen, la microbióloga de suelos Dra. Lori Phillips (inferior derecha) cuantificó la diversidad microbiana asociada a la ropa interior enterrada. Ella extrajo el ADN del suelo, el suelo adherido a la ropa interior enterrada, la “esfera sin trocear”, y de la ropa interior enterrada. Utilizó una combinación de secuenciación y PCR cuantitativa para examinar la vida microbiana en estos suelos. La siguiente figura muestra dos suelos de una granja en el suroeste de Ontario con manejo similar (labranza de conservación, rotación de 3 cultivos y cultivos de cobertura). La ropa interior se descompuso más rápidamente en suelos biológicamente diversos, que tenían hasta un 15% más de taxones que los suelos donde la ropa interior seguía siendo 'amigable para el usuario'. Estos suelos también tuvieron una mayor abundancia de hongos que se especializan en descomponer compuestos de carbono (saprotrofos) así como una gran abundancia de bacterias que liberan el nitrógeno que requieren estos hongos. Por ejemplo, observó que los descomponedores de carbono (por ejemplo, hongos saprotróficos de Mortierella) y los nitrificadores bacterianos (como Nitrosomonas spp.) fueron dos veces más abundantes en suelos donde la ropa interior rica en carbono se descompuso completamente en 2 meses (Panel A) en comparación con donde la descomposición fue incompleta (Panel B).
Bastante ingenioso lo que tu ropa interior puede decirte. Para darle una oportunidad, vea el ejercicio al final de este capítulo.
MANEJO DE LA SALUD DEL SUELO
Sabemos que las actividades de los humanos impactan en el suelo; el objetivo es minimizar las amenazas a la salud del suelo que resultan en la degradación del suelo (o mala salud del suelo). Las principales amenazas de degradación para la salud del suelo incluyen: erosión, compactación, disminución de la materia orgánica del suelo, agotamiento o exceso de nutrientes, pérdida de biodiversidad, salinización, desertificación y contaminación o contaminación (Figura 15.1), muchas de las cuales han sido discutidas en capítulos anteriores. En este capítulo nos enfocamos en prácticas de manejo de tierras que exacerban o mejoran estos problemas de suelo. Las prácticas que mantienen o mejoran la salud del suelo (i) protegerán el suelo contra amenazas, (ii) apoyarán la diversificación o 'perennializarán' los sistemas anuales de cultivo, y/o (iii) construirán carbono del suelo (Cuadro 15.3). Aquí, presentamos seis prácticas que los administradores de tierras pueden utilizar para construir la salud del suelo y con ello proteger contra la degradación del suelo (Figura 15.7). A propósito, estas seis prácticas comienzan con la letra C para enfatizar el papel del carbono en la salud del suelo. Una explicación de lo que es cada práctica y cómo mejora la salud del suelo sigue en las secciones siguientes. Estas prácticas 6C se pueden implementar en campo, jardín, patio o en cualquier suelo manejado, o pueden combinarse entre sí, para tener una influencia positiva en la salud del suelo (Figura 15.8). A medida que aprendas sobre cada una, es muy importante saber que estas prácticas en combinación o combinación parcial interactuarán para influir en aspectos de la salud del suelo de diversas maneras.
Cuadro 15.3. Las prácticas y principios de manejo del 6C que se pueden utilizar para ayudar a lograr la salud del suelo
| Prácticas de gestión 6C | Principio de Salud del Suelo | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| Protección | Diversidad + Perennialización | Construcción de Carbono | |||
| Maximizar la cobertura de | Minimizar las perturbaciones | Insumos de carbono + ganancias | Minimizar las pérdidas de carbono + suelo | ||
| Reducción de compactación | *** | * | * | ||
| Labranza de conservación | ** | *** | * | ** | |
| Plantas vivas continuas | ** | ** | *** | ** | ** |
| Cultivos de cobertura | *** | ** | * | ** | |
| Diversidad de cultivos+animales | *** | * | * | ||
| Compostas y enmiendas | * | *** | * | ||
| ***objetivo principal y beneficio; **beneficio esperado; *beneficio probable | |||||
Estrategias 6C
6C—1: Reducción de compactación
¿Qué es la compactación del suelo? Como se discute en el Capítulo 4, la estructura del suelo y la porosidad son componentes críticos del suelo. La compactación ocurre cuando se aplica una fuerza que presiona las partículas del suelo juntas, lo que hace que los poros del suelo se colapsen (es decir, los poros se reducen en tamaño y número), y la densidad aparente aumente. A medida que se reducen los poros, se reduce el volumen de agua y aire al igual que el espacio disponible para el crecimiento de las raíces. La compactación del suelo limita la profundidad de enraizamiento de las plantas y hace que las condiciones de vida de la planta y microbiana en el suelo sean más desafiantes La compactación del suelo puede ocurrir en la superficie del suelo, a la profundidad de labranza (típicamente 20 cm), o incluso más profundo en el suelo dependiendo del tipo de equipo o prácticas de manejo involucradas. Como describiremos a continuación, reducir la compactación del suelo es un paso importante pero desafiante para mejorar la salud del suelo.
¿Por qué es importante reducir la compactación del suelo para la salud del suelo? Como recuerdas del Capítulo 6 sobre Biodiversidad del Suelo, toda la vida del suelo ocurre en los poros del suelo. El agua y los gases de los que dependen las plantas y los microorganismos del suelo se mueven por los poros del suelo. El suelo compactado limita los huecos y el espacio poroso, el movimiento del agua y la difusión de gases. Esto puede conducir a suelos saturados y si el agua no puede drenar, entonces pueden resultar condiciones anaeróbicas. Todas estas condiciones limitan el crecimiento radicular y microbiano. El espacio adecuado de los poros del suelo es muy importante para la salud del suelo porque apoya la vida.
Las raíces de las plantas tienen un tiempo más difícil de empujar a través del suelo compactado, se requiere más fuerza (Figura 15.9). Piensa en un camino a través de un espacio verde en tu campus donde los estudiantes caminan todos los días (Figura 15.10). Cuando el suelo está húmedo, la fuerza de tus pasos (y miles de otros) comprimen el suelo y provocan compactación. La próxima vez que pases, echa un vistazo a la apariencia del suelo y las plantas en el camino y compara condiciones a unos metros de distancia del sendero. Quizás el pasto ha dejado de crecer en el camino y solo están presentes plantas “malezas” que se han adaptado para crecer en condiciones de suelo compactado. La siguiente pregunta es ¿qué harán los jardineros del campus para resolver este problema de salud del suelo?
¿Cómo reducir y aliviar la compactación del suelo?
La mayoría diría que evitar la compactación del suelo en primer lugar es la mejor solución. Eso significa evitar el tráfico en los campos o en los espacios verdes de tu campus cuando los suelos están húmedos. Después de que ocurre la compactación del suelo, algo tiene que suceder para restaurar los poros (vacíos) que se perdieron. En muchas partes de Canadá, la congelación y descongelación actúan para aflojar el suelo y ayudar a aliviar la compactación del suelo. Donde esto no ocurre o si la compactación del suelo ocurre más profundamente en el suelo, entonces a menudo se usa un implemento de labranza “destripador profundo”, como un arado cincel, para fracturar o romper capas de suelo compactado (Figura 15.9B, 15.11A). La labranza profunda, llamada subensuciamiento, con un arado de cincel es cara porque lleva mucho combustible y tiempo. La labranza también debe ocurrir en una época del año en la que el suelo está lo suficientemente seco como para fracturar y romper la sartén del arado (capa de compactación), en lugar de manchar y crear una nueva capa más profunda de compactación del suelo si los suelos están demasiado húmedos. Si las prácticas de manejo que provocaron la compactación del suelo en primer lugar no cambian después del subensuciamiento, entonces probablemente se necesitará de nuevo una acción para aliviar la compactación después de algunos años.
Un enfoque alternativo para aliviar la compactación del suelo es usar raíces de plantas para crear canales (bio-poros) a través de capas de compactación del suelo (Figura 15.11B). Esto se llama bioperforación o labranza biológica (Cresswell y Kirkegaard, 1995; Chen y Weil, 2010). Después de que las plantas mueren y se descomponen, si estos bio-poros no se alteran a través de la labranza, las plantas que crecen al año siguiente crecerán a través de ellas para llegar al suelo debajo de la capa de compactación (Figura 15.12).
Quizás te estés haciendo la pregunta, si la compactación del suelo es mala para el crecimiento de las raíces entonces ¿por qué podemos usar raíces de plantas para resolver este problema? Hay tres factores clave que hacen posible la bioperforación. Primero, las raíces de las plantas deben estar creciendo en una época del año en que los suelos están húmedos y es más fácil para las raíces de las plantas empujar a través de la sartén de labranza. Si alguna vez has intentado empujar un palo en el suelo, sabrías que se necesita más fuerza cuando el suelo está seco en comparación con cuando el suelo está húmedo. Segundo, no todas las raíces de las plantas tienen la misma capacidad de empujar a través de capas compactadas (Chen y Weil, 2010). Algunas plantas tienen más presión radicular que otras para empujar a través de las capas de restricción de raíces. Por ejemplo, las plantas con raíces gripales como el rábano forrajero (Foto 11.11B), comúnmente utilizadas como cultivos de cobertura, tenían aproximadamente el doble de raíces que los cultivos de cobertura de centeno de cereales con raíces fibrosas a la profundidad de 15 a 50 cm bajo condiciones de suelo compactado (Chen y Weil, 2010). Tercero, dejar intactos estos macroporos evitando la labranza para acumular más y más canales radiculares a lo largo del tiempo.
¿Por qué es difícil reducir la compactación del suelo? Piensa en tu paseo por ese espacio verde en el campus. Deberías estar caminando en la caminata lateral, especialmente cuando el suelo está mojado después de una lluvia, pero tomas un atajo porque llegas tarde y necesitas llegar a clase. O tal vez es solo hábito y ni siquiera piensas en ello. Es lo mismo con los agricultores o los jardineros o los terratenientes. A veces las condiciones del suelo pueden ser demasiado húmedas cuando hay que hacer algo importante en el campo. Un aumento en el tamaño de la granja juega un papel importante, ya que tener más terreno para cubrir a menudo significa que para completar las operaciones de campo de manera oportuna, las actividades de campo como la siembra, la fumigación o la cosecha pueden ocurrir cuando las condiciones son demasiado húmedas. A medida que el peso de los equipos agrícolas ha ido aumentando en las últimas décadas también lo ha hecho la fuerza ejercida sobre el suelo. El monitoreo de las cargas axiales y el inflado de las llantas en los equipos de campo, así como evitar las actividades de campo cuando los suelos están mojados, pueden ayudar a evitar
Perfil de Agricultor
La agricultura de tráfico controlado es un nuevo enfoque para abordar la compactación del suelo. La agricultura de tráfico controlado limita donde se conduce todo el equipo de campo y concentra intencionalmente la compactación del suelo en tranvías permanentes (piense en carreteras pero sin grava ni pavimento). Esto elimina la compactación porque no hay tráfico de ruedas en el resto del campo. Adam Gurr, quien cultiva cerca de Brandon, Manitoba, estaba preocupado por el impacto que la compactación del suelo estaba teniendo en la salud del suelo y el rendimiento de las plantas en su granja. Adam ahora utiliza la agricultura de tráfico controlado con sistema de posicionamiento global (GPS) para dirigir todos sus equipos agrícolas a viajar en tranvías permanentes en sus campos.
Adam decidió adoptar la agricultura de tráfico controlado porque redujo la compactación del suelo, redujo el consumo de combustible y aumentó su capacidad de acceder a los campos (especialmente en los años húmedos). Ha medido los impactos positivos en la salud del suelo, incluyendo una infiltración de agua más rápida, menor densidad aparente y mayores rendimientos de los cultivos en su granja.
La conversión a la agricultura de tráfico controlado puede no funcionar para cada situación o agricultor. La mayoría de los agricultores que la adoptan ya están practicando agricultura reducida o con labranza cero. También puede tomar varios años comprar o adaptar todos sus equipos de campo (tractores, pulverizadores, cosechadoras, carros de grano) para tener el mismo ancho de rueda y poder alinearse en líneas de tranvía.
6C—2: Labranza de conservación
La labranza del suelo es la mezcla mecánica del suelo en diversos grados. Se utiliza principalmente para preparar un buen semillero (Figura 15.13) antes de sembrar o trasplantar, pero también sirve para otros fines, tales como: controlar las malas hierbas, romper la compactación o formación de costras del suelo, facilitar una descomposición más rápida de los residuos de cultivos o enmiendas orgánicas, e incorporar enmiendas y pesticidas aplicados al suelo en el suelo. La labranza puede aumentar la aireación del suelo, disminuir la humedad del suelo y promover un calentamiento más rápido en la primavera, lo que lleva a una germinación más temprana o uniforme de las plantas. La labranza también estimula la actividad microbiana del suelo, incluyendo la descomposición de la materia orgánica del suelo importante para mantener la estructura del suelo
El método y el momento de la labranza dependerán del tipo de suelo, el sistema de cultivo y las metas del cultivador. Aunque la labranza se utiliza a menudo para resolver problemas (como los descritos en la sección de compactación), también puede crear problemas para la salud del suelo y la productividad de las plantas. Al llevar los residuos de los cultivos más profundamente en el suelo, la labranza 'elimina' la protección del suelo que de otro modo protegería al suelo de la erosión hídrica o eólica, dejando así el suelo vulnerable a la pérdida. La labranza también altera los agregados del suelo y las redes de hongos micorrízicos arbusculares, los cuales son importantes para mantener la estructura del suelo a largo plazo. La labranza cuando las condiciones del suelo no son ideales (demasiado húmedo o demasiado seco) puede conducir a la compactación, lo que resulta en impactos negativos en el crecimiento de las plantas y la salud del suelo. Para reducir estos problemas, los agricultores están reduciendo cada vez más el número e intensidad de las operaciones de labranza y adoptando prácticas de labranza de conservación para conservar el suelo y el agua principalmente al retener al menos 30% de la superficie del suelo cubierta por plantas o residuos de cultivos (Figura 15.14). Además del mecanismo de mejora de la salud del suelo, describiremos la multitud de prácticas de labranza y las razones de las diferencias regionales y del sistema de cultivo.
Tipos de labranza de conservación: La labranza de conservación es un término general para muchas formas diferentes de labranza que reducen la frecuencia o intensidad de la alteración del suelo, en relación con la labranza convencional o el arado (Figura 15.15). Al reducir el número de pasadas sobre el campo, se puede reducir la frecuencia de labranza; al reducir la profundidad de labranza, se puede reducir la intensidad de labranza. La labranza convencional o arado normalmente invierte el suelo a aproximadamente 20 cm de profundidad. Para mayor información sobre diversas prácticas de labranza consulte el glosario y recursos al final de este capítulo.
El contexto importa: Dentro de Canadá, la adopción de prácticas de labranza de conservación varía ampliamente según la región y depende del clima, los tipos de suelo, la rotación de cultivos y el sistema de cultivo. Por ejemplo, la labranza cero ha sido ampliamente adoptada por los cultivadores en regiones más secas (es decir, el oeste de Canadá) porque el agua es un recurso limitante para el crecimiento de los cultivos, y los cultivadores utilizan la labranza de conservación como medio para conservar la humedad del suelo para el crecimiento Pero, en regiones húmedas, como Columbia Británica y el este de Canadá, el agua suele estar en exceso en la primavera, por lo que muchos cultivadores utilizan la labranza, principalmente en el otoño, para apresurar el secado del suelo y así poder plantar antes. En consecuencia, la adopción de prácticas de labranza de conservación es relativamente menor en el este de Canadá que en las contrapartes occidentales (Statistics Canada, 2016 Tabla 32). Dicho esto, los agricultores en climas húmedos están utilizando labranza de conservación. Con el tiempo, la salud del suelo ha mejorado con labranza cero, más notablemente reducida la formación de costras y mayores tasas de infiltración que permiten que los suelos se sequen y no se retrasa la siembra
Las razones de las diferencias regionales no solo reflejan las diferencias en el clima, sino también las diferencias en los tipos de cultivos que se cultivan predominantemente. Por ejemplo, los granos pequeños y oleaginosas que se producen en el oeste de Canadá no dejan tanto residuo de cultivo en la superficie del suelo después de la cosecha, en comparación con el maíz de grano que se cultiva en el este de Canadá. Como tal, el manejo de grandes cantidades de residuos de cultivos vía labranza se convierte en una parte importante de la preparación de un semillero.
Ciertos sistemas de cultivo son más adecuados para la labranza de conservación que otros. Por ejemplo, la labranza de conservación es muy adecuada para las rotaciones de cultivos de granos y oleaginosas donde las malezas pueden controlarse químicamente. Asimismo, en sistemas de cultivo orgánico o sistemas donde las opciones de control químico de malezas son limitadas (por ejemplo, cultivos especiales o vegetales), las malezas se manejan mecánicamente mediante labranza. Las prácticas de labranza siguen siendo comunes en los sistemas de cultivo de hortalizas donde los cultivos de semillas pequeñas necesitan un semillero fino y un buen contacto con el suelo para la germinación, o donde el equipo de trasplante necesita anidar profundamente una plántula en el suelo. En estos sistemas mencionados, la labranza también se utiliza para incorporar residuos de cultivos para mitigar la presión de insectos y enfermedades. Estos factores, así como el tiempo y el costo de la conversión a labranza de conservación, estarán delante de la mente a la hora de tomar la decisión de cambiar de prácticas.
¿Cómo mejora la labranza de conservación la salud del suelo? La labranza de conservación mantiene los residuos de los cultivos en la superficie del suelo, brindando protección (Cuadro 15.3; Figura 15.7). La capa de residuos de cultivos, material orgánico o plantas en la superficie del suelo mejora la infiltración de agua al disminuir la escorrentía superficial y la velocidad del viento, y retiene la humedad al reducir la evaporación del agua del suelo y la salinización en condiciones áridas (ver sección de plantas vivas continuas). Los residuos de cultivos que permanecen en la superficie del suelo proporcionan una fuente de alimento (carbono) y hábitat para la macrofauna y los microorganismos, lo cual es beneficioso durante la descomposición de los residuos de cultivos ya que la actividad biológica ayuda a formar agregados del suelo, una clave para la estructura del suelo. La reducción de la alteración del suelo también disminuye la descomposición de la materia orgánica ya presente en el suelo y ayuda a mantener la estructura del suelo y la estabilidad de los agregados. La adopción de prácticas de labranza de conservación puede mejorar la salud del suelo a través de una serie de mecanismos, como influir en el ciclo del agua, la estructura del suelo, la materia orgánica y el ciclo de nutrientes, el aprovisionamiento de hábitats y la regulación biológica de la población (todas estas son funciones del suelo; ver Figura 15.2 en azul). Debido a que la labranza de conservación influye en muchas funciones del suelo, no es sorprendente que la labranza de conservación mejore la salud del suelo y que los estudios generalmente hayan encontrado puntuaciones más altas de salud del suelo bajo labranza cero que la labranza de arado (Figura 15.16
Es universalmente aceptado que la labranza de conservación minimiza la erosión, lo que minimiza las pérdidas de carbono del suelo. No es difícil imaginar que si se realizaran ensayos de investigación a largo plazo en terrenos inclinados sometidos a erosión, se observarían grandes diferencias en la salud del suelo, el carbono orgánico y la productividad primaria entre la labranza de conservación y la labranza de arado. Dadas las diferencias regionales climáticas, del suelo y del sistema de producción señaladas anteriormente, se debe esperar que también se produzcan diferencias regionales asociadas con el impacto de la labranza cero en la acumulación de carbono orgánico del suelo y la salud del suelo. No es posible separar si este efecto es impulsado por el clima o simplemente debido a las diferentes rotaciones de cultivos empleadas en diversas regiones dando como resultado diferentes cantidades de insumos de carbono. Independientemente, los indicadores de salud del suelo superficial y las puntuaciones apuntan al valor de adoptar prácticas de labranza de conservación.
La profundidad de muestreo es una consideración importante al comparar los sistemas de labranza. Muchas pruebas de salud del suelo solo requieren muestreo a la profundidad de 0-15 cm, pero el arado mezcla el suelo a 20 cm, y algunas prácticas de labranza como el subensuciamiento mezclarán el suelo a la profundidad de 40 cm o 60 cm. El impacto de la labranza en los indicadores de salud del suelo dependerá del nivel de mezcla del suelo aportado por la práctica específica de labranza. Sin embargo, en los casos en que las prácticas de conservación y labranza convencional tienen niveles comparables de carbono del suelo en todo el perfil, son los niveles superficiales de carbono orgánico bajo labranza de conservación los que ayudan a soportar muchas funciones del suelo. Además, las raíces de las plantas ocupan principalmente el suelo superficial, donde se depositan exudados y otros compuestos de carbono. Entonces, la pregunta es: ¿se sobreestiman los puntajes más altos de salud del suelo que a menudo se observan bajo labranza de conservación versus labranza convencional cuando el muestreo del suelo se enfoca solo en las capas superficiales del suelo? La respuesta sigue siendo objeto de debate en la literatura científica.
A diferencia de las otras estrategias de manejo de la salud del suelo 6C, existe una mayor incertidumbre en cuanto a la magnitud del efecto de la labranza cero sobre el carbono orgánico (Ogle et al., 2019) y la salud del suelo. Parte de la incertidumbre se debe a las diferencias en la gestión entre los ensayos de investigación. Como se indicó anteriormente, el manejo de residuos puede ser un desafío en los sistemas de labranza cero, lo que a menudo reduce los rodales de la planta Con menor productividad primaria, también lo son los insumos de carbono del suelo. Con el tiempo, investigadores y agricultores han superado en gran medida los desafíos del manejo de residuos para establecer un buen semillero modificando el equipo de sembradora (Foto 15.14F). En última instancia, los beneficios que la labranza de conservación imparte a los servicios ecosistémicos del suelo (incluida la productividad de las plantas) impulsan las decisiones para adoptar esta práctica
Desafíos de la labranza de conservación: La transición de la labranza convencional a la de conservación requiere la compra o modificación de equipos agrícolas para manejar los residuos de los cultivos. La transición también requiere un período de aprendizaje a través de prueba y error. Además, también hay una transición para la vida del suelo, donde las poblaciones microbianas cambian. Un ejemplo obvio es el cambio de malezas anuales a perennes cuando cesa la labranza. Los practicantes de labranza cero suelen referirse a dos fases: un 'período de transición' y un 'maduro' no-labranza. La gestión y los desafíos son mayores durante el periodo de transición. Las mayores ganancias de salud del suelo se observan en la fase madura de labranza cero, pero se necesita tiempo e inversión para llegar allí.
Como se elude en la sección Context Matters anterior, los desafíos con la adopción de prácticas de labranza de conservación también variarán entre los tipos de suelo y los sistemas de manejo. El período de transición de conversión a sistemas de labranza cero es particularmente desafiante para suelos arcillosos con textura poco drenada. Otro reto en los sistemas de labranza cero es la acidificación de la superficie del suelo, causada por la aplicación de fertilizantes a base de amoniaco y la estratificación de nutrientes como P y K, lo que resulta en mayores concentraciones en la superficie del suelo. La adopción de labranza cero en los sistemas de agricultura orgánica sigue siendo un desafío en todo Canadá (Halde et al., 2015, 2017).
La labranza de conservación a menudo se describe como un sistema en lugar de sus prácticas o equipos individuales. Cualquier cambio en la labranza impacta muchos otros aspectos del sistema de cultivo que también necesitarán ser adaptados (por ejemplo, selección de cultivar, aplicación de fertilizantes minerales, control de malezas). Obsérvese que este concepto también aplica a la adopción de otras estrategias 6C de manejo de la salud del suelo. Además de estar preparado y dedicado, cualquier cambio a una operación requiere la evaluación de todo el sistema, para ser exitoso.
6C—3: Plantas Vivas Continuas
En la naturaleza, el suelo generalmente se mantiene cubierto por plantas vivas y residuos vegetales. Piense en un bosque con sus árboles, especies de sotobosque y manto de hojarasca o piense en una pradera nativa con sus extensos sistemas de raíces. Los suelos de estos ecosistemas tienen una cobertura continua de plantas en su mayoría perennes y una capa de hojarasca que permanece en la superficie del suelo. Las plantas vivas continuas protegen el suelo contra las perturbaciones, mientras que cíclican fuertemente los nutrientes y el agua y proporcionan un suministro constante de insumos orgánicos de raíces y hojarasca para construir materia orgánica del suelo (Cuadro 15.3).
En contraste, los sistemas agrícolas donde normalmente se cultivan plantas anuales, hay periodos durante el año a principios de primavera y finales de otoño en los que las plantas vivas no están creciendo. Además, algunas tierras de cultivo, en gran parte en las praderas, se dejan intencionalmente como tierras en barbecho para conservar la humedad del suelo para los cultivos de cereales posteriores. Ya a principios del siglo XX, sin embargo, los científicos del suelo pudieron medir el impacto negativo del barbecho frecuente en los niveles de materia orgánica del suelo en las rotaciones de cultivos de praderas (Janzen, 2001). Las preocupaciones y advertencias de estos primeros científicos están vinculadas a nuestra preocupación e interés modernos por la salud del suelo. La ausencia de plantas vivas y sus sistemas radiculares hace que los suelos sean más susceptibles a la erosión. Al mismo tiempo, no hay plantas que absorban nutrientes o aporten materia orgánica, lo que pone en riesgo la salud del suelo. Las plantas vivas continuas, principalmente mediante la perennialización de los sistemas de cultivo, son la única estrategia de manejo de la salud del suelo 6C que contribuye a que los tres principios de salud del suelo (Cuadro 15.3) protejan el suelo, la diversidad + perennialización y la construcción de carbono. Vamos a describir cómo mantener plantas vivas continuas apoya la salud del suelo y qué prácticas de manejo se pueden emplear para aproximar mejor la perennialización incluso en los sistemas de cultivo anuales. Esta estrategia de salud del suelo sienta las bases para el otro 6C centrado en las plantas (Cultivos de cobertura y diversidad animal Crop +).
La raíz de la solución: Los suelos sanos apoyan el crecimiento de las plantas y las raíces sanas de las plantas. Este concepto también se puede dar la vuelta. Las raíces de las plantas apoyan el desarrollo del suelo y la salud del suelo (King et al., 2020). Aumentar la duración, el número y el tipo de raíces de las plantas en el suelo a través de la presencia de plantas vivas continuas es un ingrediente importante para construir un suelo más saludable. Las raíces vivas conectan el suelo y el ecosistema del suelo con la infraestructura de una planta, que recolecta energía solar a través de la fotosíntesis. Las plantas asignan aproximadamente el 40% de su carbono fotosintético neto hacia las raíces (Jones et al., 2009); esta es una gran cantidad de carbono que puede contribuir a aumentar el carbono y la salud del suelo. En general, los cultivos perennes proporcionan más insumos de carbono que los cultivos anuales porque sus sistemas de raíces no solo son más grandes, sino que durante mucho más tiempo la planta es capaz de fotosintetizar y liberar carbono al suelo a partir de la descomposición de residuos sobre el suelo, raíces muertas y rizodepósitos de vivos sistemas radiculares. El carbono liberado sirve como combustible para las comunidades microbianas heterótrofas del suelo (recuérdese el Capítulo 6). A su vez, las comunidades microbianas del suelo pueden mejorar la salud y la función del suelo mediante el ciclo de nutrientes, la construcción de materia orgánica del suelo y el anclaje de agregados de suelo para construir la estructura del suelo (ver Capítulo 4 Cuanto más tiempo esté presente un cultivo en el suelo, más carbono agrega para construir materia orgánica del suelo y para alimentar importantes procesos impulsados por microbios que sustentan la salud del suelo.
Las raíces anclan la planta al suelo, a su vez estabilizando el suelo y reduciendo la exposición a la erosión del viento y la lluvia. Los cultivos perennes pueden superar al cultivo anual con labranza cero en la mejora de las propiedades físicas del suelo como la estabilidad de los agregados (Arshad et al., 2004; King et al., 2019). Las raíces perennes también pueden afectar la distribución de nutrientes del suelo y ayudar a mitigar las pérdidas de nutrientes, ya que las raíces pueden acceder a fuentes de nutrientes a profundidades más bajas del suelo. La presencia de plantas vivas continuas da como resultado mejoras en la estructura del suelo y agregación conferidas por raíces, rizódepósitos y comunidades microbianas de rizósfera. A su vez, estas mejoras dan como resultado una mayor conductividad hidráulica y por lo tanto una mayor infiltración y drenaje, lo cual es importante en las regiones húmedas. En regiones con precipitaciones limitadas, las plantas vivas continuas pueden mejorar las propiedades hidrológicas del suelo como la porosidad del suelo y el agua retenida a la capacidad de campo (Basche y DeLonge, 2017). Aumentar la duración del tiempo que las plantas vivas crecen y transpiran agua desde lo profundo del perfil del suelo puede ayudar a reducir la salinidad (Capítulo 5). La cobertura del suelo y las raíces vivas que crecen en el suelo limitan la evaporación y reducen el movimiento ascendente de las sales transportadas en el agua hacia la superficie del suelo. Por lo tanto, la presencia de una planta de vida continua puede afectar positivamente las propiedades biológicas, químicas y físicas que sustentan suelos saludables, especialmente cuando un sistema radicular está presente en el suelo durante mucho tiempo.
Los componentes de la planta aérea, como las hojas y los tallos, también juegan un papel importante en la mejora de la salud del suelo Al tener plantas continuamente vivas en el suelo, los componentes sobre el suelo contribuyen a proteger el suelo superficial, reducir la evaporación y escorrentía del suelo, minimizando el desplazamiento del suelo durante fuertes lluvias, moderando la temperatura del suelo y proporcionando insumos de carbono. Ya sea que los beneficios de las plantas que viven continuamente se deban a las partes aéreas o subterráneas de la planta, el punto clave es que cuanto más tiempo se permita que crezcan las plantas, mayores serán los beneficios. Entonces, en los sistemas agrícolas que están dominados por el cultivo anual, ¿qué estrategias pueden emplear los agricultores para aumentar la duración de las plantas vivas en sus sistemas?
Estrategias para aumentar las plantas vivas continuas: El cultivo de plantas perennes es una opción obvia para aumentar las plantas vivas continuas. Los sistemas perennes, como huertos (Figura 15.17), pastos y forrajes aumentan drásticamente la duración y profundidad de las raíces vivas en una rotación de cultivos y sus efectos en la salud del suelo. Por ejemplo, con base en datos de un ensayo de rotación de cultivos a largo plazo en Saskatchewan, se predijo que las reservas de carbono orgánico modeladas serían las más altas en una rotación diversificada de cultivos de seis años que incluyó tres años de cultivos anuales más tres años de alfalfa (una planta perenne), en comparación con un sistema de baja diversidad que solo incluyó cultivos anuales o incluso un sistema diversificado con solo cultivos anuales (Lychuk et al., 2019). En general, los forrajes perennes pueden mejorar la salud del suelo al afectar múltiples propiedades del suelo. En Ontario, los puntajes de salud del suelo mejoraron con la presencia de un cultivo de cobertura de trébol rojo que extiende la duración de la cobertura vegetal viva en un sistema de cultivo anual (ver sección sobre cultivos de cobertura a continuación), pero las mejoras en la salud del suelo fueron aún mayores con la alfalfa (Figura 15.18).
Los cultivos perennes se cultivan típicamente como semilla forrajera o forrajera, lo que depende del ganado para su consumo y se vincula claramente con otras estrategias 6C de Compost + enmiendas orgánicas y diversidad animal de Cultivo +. Los granos perennes (por ejemplo, el trigo) y las semillas oleaginosas (por ejemplo, el girasol) se consideran cada vez más como opciones para aumentar la cobertura vital en los sistemas de cultivo. Los granos perennes pueden cultivarse en diversos grados, que van desde la cobertura permanente hasta ser incluidos como una fase en una rotación anual de cultivos (Martens et al., 2015). En Canadá, los granos perennes no se cultivan ampliamente, principalmente porque aún no se han desarrollado variedades para las condiciones de cultivo canadienses (Cattani y Asselin, 2017). Hasta que los programas de mejoramiento desarrollen granos perennes y oleaginosas adecuados a las condiciones de cultivo canadienses, el forraje perenne probablemente seguirá siendo la opción dominante para incluir plantas perennes en los sistemas de cultivo canadienses.
Existen algunas opciones para incorporar el concepto de plantas vivas continuas a los sistemas anuales. En Canadá, los cultivos anuales pueden tener raíces vivas que crecen durante 3 a 5 meses del año. Los administradores de tierras sí tienen algunas opciones para extender esa duración, así como para aumentar el número y tipo de plantas vivas que crecen en el suelo (Figura 15.19). El cultivo de plantas anuales de invierno, como el trigo de invierno o el centeno de otoño en una rotación de cultivos permite que las raíces vivas crezcan en otoño y principios de primavera. Los cultivos de cobertura cultivados en otoño y principios de primavera son otra opción; sus beneficios y limitaciones se describen con más detalle en la siguiente sección. El aumento de la diversidad de cultivos (descrito en la sección Diversidad de Cultivos y Animales) al intersembrar dos especies de plantas juntas a través de cultivos de relevo o intercalación también puede agregar duración e incrementar el número y tipo de raíces vivas en las rotaciones anuales de cultivos. La agroforestería es la integración de plantas leñosas como árboles y arbustos en los sistemas agrícolas y es otra opción para perennializar el sistema. Las plantas leñosas pueden cultivarse como cinturones de refugio o en cultivos callejeros donde los cultivos anuales se cultivan entre hileras de plantas leñosas. La inclusión de plantas leñosas a los sistemas agrícolas puede agregar servicios ecosistémicos adicionales al aumentar la diversidad vegetal, hábitats para polinizadores y otra fauna, almacenamiento de carbono en el suelo, supresión de enfermedades y plagas de cultivos y regulación de los ciclos de agua y nutrientes.
6C—4: Cultivos de cobertura
El concepto de recorte de cubiertas no es nuevo. El uso de cultivos de cobertura se remonta a civilizaciones antiguas como los imperios romano y maya, y probablemente incluso más atrás a los albores de la agricultura. Los cultivos de cobertura son plantas cultivadas para proteger el suelo y por lo tanto tienen un propósito alternativo que cultivar un cultivo para su producto comercial cosechable (es decir, grano, fruta, fibra, combustible). Por esta razón, los cultivos de cobertura a veces se denominan cultivos de servicio debido a su papel en influir en los servicios ecosistémicos como el control de la erosión, el suministro de nutrientes, la regulación climática, la calidad y el abastecimiento del agua, y la conservación de Los cultivos de cobertura actúan como un 'cultivo de captura', capturando nutrientes que de otro modo se perderían si no fueran absorbidos por el cultivo principal. Por otro lado, los cultivos de cobertura pueden suministrar nutrientes al siguiente cultivo principal si se utilizan como abono verde (similar al compost o estiércol de ganado). Es importante señalar que los diferentes cultivos de cobertura no influyen en cada uno de los servicios ecosistémicos de la misma manera. Por ejemplo, ciertas leguminosas que pasan el invierno alteran la dinámica del nitrógeno, pero son competidores pobres con las malezas durante el establecimiento. Por lo tanto, es importante hacer coincidir las especies de cultivos de cobertura con los bienes y servicios del ecosistema deseados. Aquí construiremos sobre el concepto de salud del suelo desarrollado en la sección Plantas Vivas Continuas, al tiempo que introduciremos múltiples enfoques y desafíos asociados con el cultivo de cobertura.
Tipos de cultivos de cobertura: Casi cualquier planta se puede cultivar como cultivo de cobertura, pero ciertas características, como la rápida emergencia y crecimiento, así como los costos de semillas relativamente económicos, son más deseables. Los cultivos de cobertura se agrupan en cinco categorías generales según el nicho ecológico, el tipo de planta y la forma de crecimiento (Cuadro 15.4). Los cultivos de cobertura de leguminosas tienen una categoría independiente debido a su capacidad para fijar nitrógeno, mientras que los otros cultivos de cobertura se clasifican en función de su clasificación de temporada cálida o fría, en gran parte impulsados por su capacidad para sobrevivir al invierno. Si una planta de estación cálida o fresca es apropiada para crecer depende de la época del año y del clima. Para aumentar la diversidad, los cultivos de cobertura a menudo se siembran como mezclas llamadas bi- o policultivos. Al hacer un policultivo o un 'coctel de cultivo de cobertura', un buen enfoque es mezclar a partir de estas cinco categorías (Cuadro 15.4; Figura 15.20).
Cuadro 15.4. Tipos de cultivos de cobertura comunes con beneficios clave
| Tipo de cultivo de cobertura | Especies de ejemplo | Beneficios clave |
|---|---|---|
| Legumbres | Trébol rojo | Fijación de nitrógeno |
| Pastos de temporada cálida (C4) | Sorgo | Abundante biomasa e insumos de carbono |
| Hojas anchas de temporada cálida | Girasol | Diversidad añadida |
| Pastas de temporada fresca (C3) | Cereales de centeno | Crecimiento rápido y supervivencia durante el invierno |
| Hojas anchas de la temporada fría | Rábino | Crecimiento rápido y raíces profundas para la recolección de nutrientes |
El tiempo importa: Además de la época del año, la decisión sobre qué plantar depende del servicio ecosistémico deseado, y del ajuste al sistema de manejo de la tierra o cultivo. Los cultivos de cobertura se pueden sembrar antes o después del cultivo principal o durante la temporada de crecimiento. Independientemente de cuándo se siembre el cultivo de cobertura, debe haber tiempo suficiente para el crecimiento. Una regla general es que los cultivos de cobertura deben acumular aproximadamente 1 Mg ha -1 de biomasa seca aérea para brindar servicios ecosistémicos, como los señalados en el Cuadro 15.1. Se necesita un mínimo de seis semanas para cultivos de cobertura que crecen rápidamente (por ejemplo, trigo sarraceno y mostazas), pero la mayoría de los cultivos de cobertura necesitarán más de dos meses de crecimiento, esto puede limitar las opciones a los cultivadores en climas más fríos y norteños. Aunque algunos practicantes (como cultivadores orgánicos, huertos o pequeños propietarios de tierras con cultivos de alto valor) sacan sus campos de producción para plantar cultivos de cobertura, el momento y la duración de la temporada de cultivo principal dicta si los cultivos de cobertura pueden cultivarse antes o después del cultivo principal (Figura 15. 19). Un método alternativo para aumentar la duración del crecimiento de las plantas es subsembrar un cultivo de cobertura directamente debajo del cultivo principal. Por ejemplo, trébol rojo subsembrado en cereales de grano pequeño (Figura 15.18). El trébol crece lentamente bajo el dosel del grano, y por cosecha de grano en agosto, la cobertura del trébol rojo está bien establecida y tiene el resto del año para crecer (Figura 15.20C). Otro enfoque más es sacar una sección de tierra fuera de producción durante una temporada para obtener todos los beneficios del cultivo de cobertura (ver sección Plantas vivas continuas). Para obtener más información sobre cómo incorporar cultivos de cobertura específicos a su sistema y región, consulte los recursos proporcionados al final del capítulo.
¿Cómo mejoran los cultivos de cobertura la salud del suelo? Se ha esbozado la importancia de las plantas para la materia orgánica del suelo (Capítulo 3), las comunidades microbianas del suelo (Capítulo 6) y la génesis del suelo (Capítulo 2). Los cultivos de cobertura se cultivan intencionalmente para aprovechar y maximizar los servicios ecosistémicos que las plantas pueden proporcionar e influir más directamente en la salud del suelo. Los cultivos de cobertura mejoran la salud del suelo aumentando los insumos de carbono y disminuyendo las exportaciones de carbono Empecemos con los insumos de carbono. Los cultivos de cobertura aumentan la productividad primaria y, por lo tanto, la asimilación de carbono y los insumos de carbono principalmente al extender el tiempo de crecimiento de las plantas (Figura 15.19). Los cultivos de cobertura no se 'cosechan'; no se elimina biomasa del campo y por lo tanto no se elimina carbono del campo por decisiones directas de manejo (excepto en algunos sistemas mediante pastoreo pecuario; ver sección Compost + Enmiendas Orgánicas y Diversidad de Cultivos). El material vegetal, y el carbono contenido en el interior, agregado al suelo mejora la actividad microbiana, y a través de la descomposición una porción se convierte en materia orgánica del suelo. Por ejemplo, en el este de Canadá utilizando cultivos anuales de cobertura seis veces a lo largo de ocho años en un sistema de procesamiento de vegetales y granos, los insumos de carbono sobre el suelo de los cultivos de cobertura fueron aproximadamente 9 Mg C ha -1, dado que el 40% del carbono fotosintético neto se asigna debajo del suelo, suelo superficial almacenado hasta 28 % más de carbono orgánico que los suelos que no tenían cultivos de cobertura en crecimiento (Chahalal et al., 2020) En este mismo experimento de cultivos de cobertura a mediano plazo, la productividad del cultivo primario fue igual o mejor con cultivos de cobertura y las puntuaciones de las pruebas de salud del suelo mejoraron hasta 17% en comparación con el control de cultivos sin cobertura (Figura 15.21; Chahal y Van Eerd, 2018, 2019).
Los cultivos de cobertura no solo agregan carbono a través de la fotosíntesis y descomposición parcial, sino que también minimizan las exportaciones de carbono al mitigar la erosión y escorrentía y promoviendo la agregación. Los cultivos de cobertura actúan como una barrera física a las fuerzas erosivas del agua y el viento, lo que ralentiza el movimiento del agua y la velocidad del viento en la superficie del suelo, reduciendo así la fuerza aplicada y la cantidad de suelo y carbono que sale del campo. Los cultivos de cobertura pueden mejorar la infiltración del suelo, lo que reduce la escorrentía y la erosión del Los cultivos de cobertura mejoran el almacenamiento y suministro de agua del suelo al actuar como una barrera física para atrapar la nieve, lo que puede llevar a una mayor retención de humedad del suelo dependiendo del clima y las temperaturas del suelo. A través de la transpiración, los cultivos de cobertura disminuyen la humedad del suelo, aumentando así la capacidad del suelo para recibir lluvias. Menos escorrentía y erosión del suelo resulta en menos pérdidas de carbono del campo. Las pérdidas de carbono también se minimizan mediante una mayor agregación del suelo. Debido a que los cultivos de cobertura reducen la cantidad de tiempo que los suelos están desnudos, los residuos vegetales, los exudados de las raíces y las asociaciones microbianas mejoran la agregación del suelo, protegiendo aún más los insumos de carbono contra la descomposición microbiana y la pérdida Una mayor cantidad de agregados estables del suelo mejora la resistencia a la fuerza física del viento y la erosión hídrica, y por lo tanto ayuda a mantener la estructura del suelo y mitiga las costras superficiales.
Los cultivos de cobertura potencian otras propiedades de salud del suelo, haciendo honor a su otro nombre como “cultivos de servicio”. Los cultivos de cobertura proporcionan alimento y hábitats adicionales para microorganismos del suelo y macrofauna a través de exudados radiculares y rizosfera. Como se describió anteriormente, algunas raíces de cultivos de cobertura pueden penetrar capas duras de sartén de arado, mejorando así los efectos negativos de la compactación. Mientras protegen los suelos superficiales, los cultivos de cobertura mejoran la capacidad de retención de nutrientes. Los cultivos de cobertura de raíces profundas, como las Brassicas (por ejemplo, mostazas, rábanos, nabos), juegan un papel clave en el movimiento de macro y micro nutrientes de profundidades más profundas del suelo a suelos superficiales y cercanos a la superficie. Las variedades específicas de especies de mostaza contienen altas concentraciones de glucosinolatos que pueden manejarse como biofumigante para suprimir plagas y enfermedades transmitidas por el suelo, particularmente en cultivos hortícolas. La translocación de nutrientes al suelo cercano a la superficie junto con la fijación de nitrógeno de las leguminosas mejora la disponibilidad de nutrientes al siguiente cultivo. A través de la cobertura de transpiración, los cultivos disminuyen el contenido de agua del suelo, lo que mitiga las pérdidas por lixiviación de nutrientes, como nitrógeno Además, los cultivos de cobertura incrementan la materia orgánica del suelo, lo cual es importante para la capacidad de retención de agua y el ciclo Si bien los atributos de salud del suelo antes mencionados pueden ser realizados por las plantas en general, el hecho de que los cultivos de cobertura estén en su lugar cuando los campos de otra manera estarían en barbecho, extiende en gran medida la productividad primaria y la capacidad a la que se pueden alcanzar estos beneficios.
El problema con los cultivos de cobertura: Con todos los beneficios que pueden proporcionar los cultivos de cobertura, ¿por qué solo 13.7% de los agricultores canadienses reportan el uso de cultivos de cobertura (ver Figura 15.22)? Una barrera obvia es el dinero. Los cultivos de cobertura se cultivan como 'cultivos servicios' que no se cosechan; por lo tanto, no producen un producto para vender ni un ingreso a los agricultores. De igual manera, es muy difícil poner un valor en dólares a los servicios ecosistémicos que proporcionan los cultivos de cobertura. El cultivo de cobertura tiene costos inmediatos (semilla, siembra, terminación), pero los beneficios esperados se obtienen a largo plazo y muchos de estos beneficios se obtienen fuera del campo (por ejemplo, menos erosión del suelo, menos escorrentía de nitrógeno y fósforo a las aguas superficiales) mientras que los costos son asumidos por el agricultor.
En muchos climas y sistemas de cultivo, existe el muy corto período de tiempo disponible para que crezcan los cultivos de cobertura. Para muchos cultivos principales como el maíz de grano o en regiones con una temporada de crecimiento más corta, particularmente en las Praderas y el norte de Canadá, simplemente no hay mucho tiempo para cultivar un cultivo de cobertura. El cultivo de cobertura se ve aún más desafiado en el clima semiárido de las praderas porque pueden reducir el contenido de agua del suelo, lo que limita la productividad de los cultivos principales. Otros efectos adversos en el cultivo principal como resultado del uso de cultivos de cobertura incluyen un potencial aumento de la incidencia de plagas en ciertos cultivos y el impedimento del suministro de nutrientes. Los cultivos de cobertura no leguminosa con alta biomasa y relaciones C/N inmovilizan N, lo que dificulta estimar ajustes a fertilizantes sintéticos. Aunque los cultivos de cobertura leguminosa, como el trébol y la alfalfa, proporcionan N mineral al siguiente cultivo, no existe un método claro para estimar las reducciones de fertilizantes.
La adopción de cultivos de cobertura impone mayores exigencias a la toma de decisiones del productor; hay una curva de aprendizaje y un nivel extra de manejo. El cultivo de cubiertas también exige tiempo y cuando el tamaño de las granjas aumenta, también lo hacen las limitaciones de tiempo. Por ejemplo, en primavera, se deben manejar los residuos de cultivos de cobertura y en manantiales fríos y húmedos, los suelos con residuos vegetales en la superficie del suelo no se calentarán ni secarán rápidamente, lo que provoca retrasos en la siembra. Además, no es inusual tener rodales de cultivo de cobertura desigual, lo que complica el manejo en el siguiente cultivo. A pesar de estas limitaciones, los profesionales e investigadores están encontrando métodos innovadores para superar estas limitaciones. En efecto, la adaptación va en aumento, con el uso de cultivos de cobertura nacional aumentando 5.5% de 2011 a 2018. Se necesitan mayores esfuerzos para mitigar estos desafíos mediante el desarrollo de soluciones agronómicas que funcionen en Canadá, mientras se cuantifica el ecosistema del suelo resultante y los servicios de cultivos de cobertura.
6C-5: Diversidad de cultivos y animales
Si bien los cultivos de cobertura aumentan la diversidad vegetal y mejoran la salud del suelo, no son un sustituto de una buena rotación de cultivos (es decir, la diversidad de cultivos principales). Esto se debe a que los cultivos de cobertura están presentes en el suelo por un periodo de tiempo más corto que un cultivo principal. Una buena rotación de cultivos considera la diversidad vegetal temporal y espacialmente. Los estándares orgánicos canadienses (CAN/CGSB-32.310-2020) amplían aún más este concepto, donde las familias de plantas más que las especies deben rotarse (es decir, los tomates y las papas pertenecen a la misma familia — Solanáceas). Todos los cultivos se benefician de la rotación, con estimaciones de aumentos de rendimiento de 10% sobre cultivos continuos y hasta 25% en años de sequía. Este fenómeno es bien conocido en la agricultura, de tal manera que los contratos entre productores y las empresas que compran sus productos suelen incluir una cláusula que establece que el cultivo debe cultivarse en cualquier campo en particular solo una vez cada cuatro a cinco años. De manera similar, en el suroeste de Ontario, y aunque los agricultores tienen la base de tierra, los productores de tomate procesando rentarán tierras donde nunca antes se habían cultivado plantas de Solanáceas. La ganancia esperada de rendimiento de 12 a 15% (pers. comm. Cory Cowan CCA), derivado de menos patógenos transmitidos por el suelo y compactación, compensa con creces los costos de alquiler y transporte agregado.
Aunque los beneficios de evitar el monocultivo son bien conocidos, los mecanismos que explican por qué vemos aumento de la productividad primaria con diversidad de cultivos son en gran parte desconocidos. Un beneficio obvio es la reducción de la presión de plagas en diversos sistemas, particularmente las plagas transmitidas por el suelo. Otro factor que contribuye, pero menos obvio, es el mejoramiento de la salud del suelo en diversos sistemas. Diversos sistemas tienden a tener mayor materia orgánica del suelo. Debido a que la misma fuente de insumos de carbono se proporciona en el monocultivo, la falta de diversidad en los insumos de carbono selecciona para comunidades microbianas que pueden descomponer la fuente específica de carbono suministrada por ese cultivo (recordar la selección natural de Darwin). En sistemas más diversos existen muchos tipos diferentes de insumos de carbono, lo que influye en la capacidad de los microbios para usar (descomponer) fuentes de carbono. La diversidad vegetal probablemente promueve la diversidad microbiana y la redundancia funcional. Al imitar la naturaleza e incluir una diversidad de plantas en cualquier campo dado (a lo largo del tiempo y el espacio), habrá una comunidad de suelo más diversa. Las diversas comunidades conducen a poblaciones más estables y confieren resiliencia a los estresores abióticos y bióticos. Es importante considerar la diversidad temporal y espacial, y la combinación de cultivos intercalados de siembra, cultivos de cobertura y plantas perennes ayuda a abordar ambos. Ampliaremos las estrategias de 6C descritas anteriormente y brindaremos ejemplos de cómo la diversidad de cultivos mejora la salud del suelo.
No es solo cuántos cultivas, es lo que cultivas: Para construir la salud del suelo, no es suficiente tener una alta diversidad de plantas; más bien, es clave cultivar plantas con altos insumos de carbono y, si es posible, evitar que los cultivos agoten el suelo. Por ejemplo, la soya se considera un cultivo que agota el suelo. En las praderas y en otros lugares, muchas especies de pastos son conocidas por sus altos insumos de carbono, particularmente los insumos de carbono debajo del suelo. Una diversidad de especies vegetales significa que habrá diversidad en la arquitectura de raíces, profundidades de enraizamiento, composición de carbono y exudados radiculares. Maximizar la biomasa aérea y subterránea puede ayudar a construir la salud del suelo. Los cultivos de raíces profundas incluyen canola, girasol, cártamo y alfalfa. Los extensos sistemas radiculares aumentan el volumen de rizósfera, proporcionando una “mesa de buffet más grande” para los microbios. Las raíces y los insumos de carbono resultantes también fortalecen la estructura y agregación del suelo, lo que mejora la resiliencia del suelo ante amenazas como la erosión, la compactación y la formación de costras.
Trigo de invierno: el constructor de suelos en el este de Canadá: Con base en los sistemas de labranza a largo plazo y los ensayos de rotación de cultivos en el suroeste de Ontario, las rotaciones que incluyen granos pequeños, como el trigo de invierno, tienen valores de salud del suelo 10% mayores basados en diversas pruebas de salud del suelo (Congreves et al., 2015) como así como mayor carbono orgánico (Congreves et al., 2017) y agregados estables al agua 20% mayores (Figura 15.23; (Van Eerd et al., 2018). La salud del suelo fue equivalente o mayor que las rotaciones con trigo de invierno y un cultivo de cobertura de trébol rojo, así como con la cobertura viva continua de alfalfa (Figura 15.18). Los aumentos en el carbono orgánico y la salud del suelo conferidos por el trigo de invierno resultaron en al menos un 10% de incremento de rendimiento en maíz de grano y soja cuando el trigo de invierno estaba en rotación. Además, los rendimientos de los cultivos fueron más estables en los años de clima extremo y requirieron de 17% a 22% menos de N de fertilizante con trigo de invierno en la rotación (Gaudin et al., 2015) y se atribuyeron al aumento de la salud del suelo. Así, el trigo de invierno aumenta la estabilidad y resiliencia de los agroecosistemas mediada por la mejora de la salud del suelo
El mecanismo por el cual el trigo de invierno mejora la salud del suelo se debe sin duda a mayores y diversos insumos de carbono ya que el trigo de invierno es una especie de pasto con un extenso sistema radicular. Los mayores rendimientos para maíz y soya cuando el trigo de invierno está en rotación van de la mano con mayores cantidades de residuos de cultivo regresados al suelo (mayores rendimientos corresponden a plantas más grandes y más carbono). Al incluir el trigo de invierno en la rotación, diferentes compuestos de carbono se agregan al suelo en diferentes épocas del año, como se mencionó anteriormente. El trigo de invierno se siembra en septiembre, el cual proporciona insumos de carbono durante una época del año en que otras rotaciones serían en barbecho. Finalmente, el trigo de invierno brinda protección al suelo durante la época del año cuando las fuerzas erosivas del viento y el agua son particularmente fuertes (desde el otoño hasta principios de la primavera). Observe las similitudes con cultivos de cobertura y plantas vivas continuas (consulte las dos secciones anteriores).
Aún más formas de aumentar la diversidad de cultivos: Además de una buena rotación de cultivos, el cultivo de una mezcla de cultivos se puede lograr de diversas maneras. El policultivo y el cultivo intercalado son técnicas donde dos o más cultivos se cultivan simultáneamente en una misma tierra, mientras que, el cultivo relevo y secuencial implica el cultivo de dos o más cultivos en la misma temporada (Figura 15.19). Un ejemplo de esto sería intercalar la calabaza en trigo de invierno. Si bien el rendimiento del cultivo de trigo se reduce para permitir que el cultivo de calabaza se siembre a principios de junio, existen ventajas para la producción de calabaza. Para la cosecha de trigo en julio, las vides de calabaza se están alargando con la ventaja añadida de que el fruto se desarrolla en los residuos de los cultivos frente al suelo Este sistema reduce la presión de las enfermedades transmitidas por el suelo de la calabaza y minimiza la mano de obra durante la cosecha ya que hay menos tierra para limpiar los frutos. En las praderas, los garbanzos y el lino se han mostrado prometedores como sistema de intercultivo mediante el uso de equipos especiales para separar los granos en la cosecha. Los policultivos son mezclas de plantas, plantadas principalmente para beneficios ecológicos. Algunos agricultores utilizan policultivos como mezcla de cultivos de cobertura o forraje, mientras que otros utilizan tiras de policultivos a lo largo de los bordes del campo para apoyar la diversidad biológica. Si bien los críticos citarían la superficie perdida como un factor negativo de este enfoque de siembra, los insectos benéficos que algunas plantas y mezclas fomentan ayudan con el manejo de plagas.
No solo las plantas, los animales también son importantes: Un sistema diverso también incluye animales. Hay efectos positivos del pastoreo en la productividad primaria y el aumento de los insumos de carbono de las plantas debajo del suelo. Además, con los animales en el sistema, el carbono se devuelve al suelo con heces y estiércol. Esto se explora más en la sección sobre Plantas vivas continuas, que a menudo se pastan o se utilizan como forraje en sistemas ganaderos (por ejemplo, alfalfa cultivada para la alimentación del ganado) y en la sección sobre Compostas y enmiendas, que a menudo son material vegetal que ha sido parcialmente descompuesto o procesado a través de animales.
Desafíos: Similar a las otras estrategias de manejo sustentable del suelo 6C, la decisión de diversificar las rotaciones de cultivos se basa en muchos factores. El cultivo de diferentes cultivos distribuye temporalmente las finanzas y la mano de obra porque los cultivos se siembran y cosechan en diferentes momentos, lo que puede ser visto como una ventaja (menos crisis de tiempo en cualquier momento) o desventaja (mano de obra necesaria durante un período de tiempo más largo). Muchos cultivos requieren equipos especializados de siembra o cosecha, lo que requiere inversión de capital y mantenimiento rutinario. Otra consideración importante es el acceso a los mercados y los precios fluctuantes. Independientemente, a la larga, se esperan beneficios para la salud del suelo con diversos sistemas.
6C—6: Compost y enmiendas
Usando la definición más simple, una enmienda orgánica del suelo es cualquier material a base de carbono agregado al suelo. Los compostas son un tipo de modificación orgánica que ha sido parcialmente descompuesta antes de su aplicación. Por lo tanto, es fácil ver cómo aplicar compostas y enmiendas orgánicas se aplica directamente a los principios de salud del suelo de la construcción de carbono (Cuadro 15.3). En su mayor parte, las fuentes de material de carbono son consideradas en gran medida como 'productos de residuo' de diversas fuentes como humanos, alimentos, plantas, animales (Cuadro 15.5) donde el suelo es visto como 'el recipiente' de estos desechos. Es lamentable que estas valiosas fuentes de carbono sean vistas como desechos en lugar de como un recurso crítico en la construcción de la salud del suelo. Esta visión realmente necesita cambiar si se quiere lograr un progreso real en la construcción de la salud del suelo y la recuperación del suelo (ver Capítulo 16) para obtener más información sobre la recuperación). En esta sección, conocerás los diferentes tipos de enmiendas, los diversos mecanismos por los cuales el compost y las enmiendas mejoran la salud del suelo, y los desafíos prácticos o barreras para adoptar esta práctica.
Cuadro 15.5. Tipos comunes de enmiendas disponibles en Canadá
| Enmienda | Fuentes | Fase a | Restricción de principio | Referencia |
|---|---|---|---|---|
| Generado en la granja | ||||
| Estiércol animal | Excremento de ganado | S, L, C | Patógenos | Maillard y Angers (2014) |
| Residuos de cultivos | Pasamanería, desperdicios y agua de lavado | S, L, C | Alto N | |
| Materiales de origen no agrícolas (NASM) | ||||
| Biosólidos | Residuos de aguas residuales | L, S, P, C | Patógenos | Levesque y otros (2020) |
| Residuos de alimentos | Procesadores, Municipios | Todos | Sales | |
| Residuos de madera, recorte de patio | Municipios, Pasta y papel, Productos forestales | S, C, U | Inmovilización de N y P | Camberato y otros (2006) |
| Biochar | Pirólisis | S | Alto aporte de energía | Mechler y otros (2018) |
| a Dominante pero no la única fase de modificaciones disponibles (no en regla). S=Sólido, L= suspensión líquida, C=Compostado, U=Sin procesar, P=Procesado (e.g., desaguado, peletizado). | ||||
¿Por qué molestar al compostaje? Las enmiendas orgánicas se pueden aplicar directamente (por ejemplo, sacrificios después de clasificar y envasar verduras en la granja) o pueden procesarse, generalmente para facilitar su transporte y aplicación. El compostaje es una forma común de procesamiento. El compostaje es un proceso aeróbico de descomposición mediado por microorganismos que resulta en material orgánico estable. Requiere el manejo de las concentraciones de oxígeno, humedad, temperatura y relaciones carbono-nitrógeno (Figura 15.25); no basta con dejar un montón de estiércol en su lugar a lo largo del tiempo. A medida que los materiales se descomponen y el dióxido de carbono evoluciona, se minimiza el olor, se reducen las cargas de patógenos (requiere altas temperaturas), el agua se evapora o lixivia, y el volumen total de materiales se reduce en aproximadamente un 50% lo que concentra los nutrientes. Para la mayoría de los practicantes, las reducciones de patógenos y volumen son las principales razones para el compostaje Debido a que los materiales más fácilmente disponibles se descomponen primero, el material restante (es decir, compost) es relativamente estable. Los nutrientes se encuentran principalmente en su forma orgánica a diferencia de la forma mineral, y por lo tanto no están tan fácilmente disponibles (recuérdese el Capítulo 7 Ciclo de Nutrientes). Desde una perspectiva de manejo de cultivos, la disponibilidad de nutrientes del estiércol compostado suele ser mayor en los años 2 y 3 que en el año de aplicación; por lo tanto, el momento de la aplicación en relación con la absorción de nutrientes del cultivo
¿Cómo mejoran las enmiendas orgánicas la salud del suelo? Similar a las otras 'Cs' de la salud del suelo, las enmiendas orgánicas mejoran la salud del suelo a través de una serie de mecanismos. Probablemente el más obvio e influyente es el aumento en la construcción de carbono del suelo, lo que mejora la infiltración del suelo, la capacidad de retención de agua, la actividad microbiana, la CEC, la Se esperan mejoras físicas en la salud del suelo debido a la naturaleza compleja de los materiales orgánicos en la enmienda. Por ejemplo, los biosólidos utilizados en un pastizal semiárido en Columbia Británica, incrementaron el tamaño de los agregados del suelo y la estabilidad, debido a mayores concentraciones de carbono y nitrógeno en los agregados (Wallace et al., 2009). La aplicación superficial de enmiendas orgánicas también mejora la disponibilidad de agua y nutrientes, y promueve el crecimiento de las plantas, lo que a su vez aumenta el carbono del suelo (ver plantas vivas continuas). Los metaanálisis (es decir, big data) mostraron que la cantidad de carbono aplicada a lo largo del tiempo se relacionó positivamente con el contenido de carbono orgánico del suelo (Maillard y Angers, 2014) y que las enmiendas tuvieron una mejor salud del suelo de diversos atributos biológicos, químicos y físicos del suelo (Norris y Congreves, 2018) (Figura 15. 26). De hecho, los efectos positivos de las enmiendas orgánicas sobre la salud del suelo y la productividad de los cultivos pueden ser duraderos (décadas) y mitigan los efectos negativos de la erosión (Larney y Olson, 2018).
Las enmiendas orgánicas alteran las comunidades microbianas del suelo y dependiendo del grado de descomposición pueden estimular la actividad microbiana en los suelos. Por ejemplo, se ha encontrado que el biochar favorece el establecimiento de bacterias beneficiosas para las plantas y aumenta la riqueza bacteriana en un estudio de invernadero en Quebec, Canadá (Lévesque et al., 2020). Probablemente, esto ocurrió a través del incremento en los micro-nichos ecológicos y la disponibilidad de nutrientes en el medio de cultivo a base de turba. En New Brunswick, las aplicaciones de enmienda orgánica suprimieron efectivamente las enfermedades transmitidas por el suelo de la papa en los campos de papa. En estos campos, el nivel de supresión de enfermedades se vinculó a la cantidad de carbono en el compost, más que a su calidad (e.g., relación C/N, grado de descomposición) (Wilson et al., 2018). De igual manera, en Ontario procesando campos de tomate con un complejo de enfermedades transmitidas por el suelo, los rendimientos de los cultivos mejoraron con la aplicación de enmiendas orgánicas, lo que se atribuyó a cambios en la rizósfera y microorganismos colonizados por raíces (Van Eerd et al., 2021 — datos inéditos). Por lo tanto, si bien es generalmente aceptado que las enmiendas orgánicas influyen en las comunidades microbianas del suelo, hay evidencia de que también podría ser beneficiosa en la supresión de enfermedades.
Además de la cantidad de carbono aplicado, muchos otros factores también impactan el efecto de una enmienda en la salud del suelo, incluyendo el clima, el tipo de vegetación, el pH del suelo, la comunidad microbiana del suelo, etc. Las aplicaciones de enmiendas específicas del sitio pueden ser beneficiosas. En su revisión de enmiendas, Larney y Angers (2012) sugieren que los suelos degradados tienen el mayor potencial para beneficiarse de los abonos y enmiendas orgánicas en términos de salud del suelo y productividad primaria. Por lo tanto, existe la oportunidad de aplicación específica del sitio a áreas degradadas dentro de un campo (como montículos arenosos o áreas compactadas) (Figura 15.27A).
Opciones, opciones, opciones: Con tantas fuentes de enmiendas disponibles (Cuadro 15.5) y con tantos materiales diferentes dentro de cada tipo de enmienda (por ejemplo, líquido, lodo, sólido), las opciones son aparentemente infinitas. La decisión sobre qué aplicar depende tanto de las condiciones del suelo como de la composición de la enmienda, que se centran en gran medida en la concentración de nutrientes, sal y metales pesados y el pH. Las tasas de aplicación pueden basarse en el contenido de carbono o materia orgánica, pero a menudo se realizan en función de los niveles de nutrientes (particularmente N, P). La decisión sobre qué modificación aplicar depende de superar los retos que se enumeran a continuación así como la disponibilidad y, por supuesto, los costos.
Desafíos: Al igual que con cualquier decisión de la administración, existen compensaciones a considerar al usar enmiendas orgánicas. Las enmiendas, particularmente de origen animal o humano, contienen patógenos. Aunque el compostaje minimiza la carga de patógenos, el manejo debe minimizar los patógenos en el cultivo y en el ambiente. Las reglas y regulaciones provinciales sobre el método y el momento de las aplicaciones de estiércol y biosólidos están diseñadas para minimizar el riesgo de movimiento de patógenos y nutrientes fuera del campo y reducir el olor. Por ejemplo, el momento de aplicación al suelo a menudo se restringe a épocas del año en las que no se cultivan cultivos (es decir, primavera u otoño). En muchas regiones, los suelos están húmedos durante la primavera y finales del otoño, por lo que la aplicación de enmiendas puede llevar a la compactación del suelo. La compactación del suelo se agrava ya que las enmiendas orgánicas son voluminosas y requieren equipos de aplicación pesados y especializados. Además, para minimizar las pérdidas de olores y nutrientes superficiales, se puede requerir labranza para incorporar la enmienda. (recordar Reducción de compactación y efectos de labranza de conservación).
Aunque es necesaria una cantidad significativa de enmiendas orgánicas para observar mejoras en la salud del suelo, ciertos nutrientes (p. ej., P, K) y metales pesados (particularmente Zn) se acumulan en el suelo. Los niveles excesivos pueden representar un riesgo para la salud humana, animal y ambiental. De igual manera, algunas enmiendas son altas en sales, lo que puede quemar plantas y puede crear problemas de salinidad en climas semiáridos. Finalmente, si bien los costos y beneficios de nutrientes son inmediatos, los beneficios para la salud del suelo de las enmiendas suelen acumularse con el tiempo y después de aplicaciones repetidas. Esto es un desafío para los terratenientes con escasez de efectivo, sin embargo, se espera que las inversiones a largo plazo en salud del suelo resulten en una mayor productividad primaria y resiliencia del sistema, lo que no es diferente a las otras estrategias de manejo de la salud del suelo 6C.
Otros enfoques de manejo sustentable del suelo
Además de las estrategias 6C, existen otros enfoques que se pueden hacer para mejorar la salud del suelo (Cuadro 15.6). Estas prácticas pueden ocurrir en el campo o alrededor del perímetro del campo. Muchos están dirigidos a áreas problemáticas de un campo y no todas son aplicables. Al igual que con las 6C, se deben hacer consideraciones holísticas a la hora de decidir adoptar cualquiera de estos enfoques.
Cuadro 15.6. Enfoques adicionales que se pueden utilizar para ayudar a lograr la salud del suelo
| Enfoque | Ejemplo | Principio de Salud del Suelo | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Proteger el suelo | Diversidad + Perennialización |
Construir Carbono | ||||
| Maximizar la cobertura de | Minimizar las perturbaciones | Mejore las entradas y ganancias de C | Minimizar C y pérdida de suelo | |||
| Cortavientos | Barrera de árboles alrededor del campo | ♥ | ∗ | ⊕ | ||
| Estructuras de control de la erosión | Franja vegetativa donde fluye el agua | ♥ | ⊕ | ∗ | ||
| Retiro de tierras | Convertir a ecosistema natural | ∗ | ♥ | ⊕ | ||
| Zonas ribereñas | Franja vegetativa ante cuerpos de agua | ∗ | ⊕ | ∗ | ||
| Remediación física | Mover el suelo de sitios deposicionales (por ejemplo, áreas bajas o zanjas) a posiciones erosionadas en el paisaje | ⊕ | ∗ | |||
| Contorno | Dar forma a la tierra y cultivar cultivos perpendiculares a la pendiente | ⊕ | ∗ | |||
| Drenaje subsuperficial | Mueva el agua del campo más rápido; la compactación es menos probable | ⊕ | ⊕ | |||
| ♥ objetivo principal y beneficio; ∗ beneficio esperado; +beneficio probable | ||||||
RESUMEN
La salud del suelo es un concepto importante porque requiere que consideremos el suelo como un sistema vivo que integra propiedades biológicas, químicas y físicas. Podemos medir la salud del suelo y comparar usando evaluaciones visuales del suelo, pruebas de salud del suelo o usando puntajes integrados calculados a partir de múltiples indicadores de salud del suelo. A través de la capacidad del suelo para funcionar y brindar servicios ecológicos, la salud del suelo conecta a las personas y sus decisiones de manejo con el suelo, las plantas y los animales.
Las prácticas de manejo individual que influyen en la salud del suelo se pueden clasificar utilizando el marco 6C: Reducción de compactación, Labranza de conservación, Plantas vivas continuas, Cultivos de cobertura, Diversidad de cultivos y animales, y Compost y enmiendas. Cada una de estas estrategias de gestión tiene beneficios y desafíos. Las prácticas 6C se pueden implementar individualmente o, idealmente, en combinación. Como probablemente hayas notado, hay mucha conexión entre los 6C Por ejemplo, el uso de cultivos de cobertura aumentará la duración de las plantas vivas continuas y agregará diversidad de cultivos. El cronograma para medir las respuestas a las nuevas prácticas de manejo de la salud del suelo varía de años a décadas dependiendo de la práctica de manejo, las características del suelo, el sistema de cultivo y el entorno local. Pero adoptar cualquiera de las 6C tendrá un impacto positivo.
Es un momento emocionante para estar aprendiendo sobre la salud del suelo. Cuando hablamos con agricultores, agrónomos, conservacionistas y jardineros sobre la salud del suelo, a menudo escuchamos de ellos “Ojalá hubiera aprendido esto cuando estaba en la escuela/universidad”. Estamos seguros de que la salud del suelo estará en tu mente cuando tu vida se cruce con el suelo. La ciencia del suelo está continuamente abriendo nuevos caminos. Nuestro conocimiento sobre la salud del suelo y las herramientas que tenemos para caracterizarlo están preparados para aumentar exponencialmente durante su vida útil. Te invitamos a seguir aprendiendo sobre el suelo y unirte a nosotros para realizar estos nuevos descubrimientos.
LECTURA SUGERIDA
Mejores Prácticas de Manejo SALUD DEL SUELO http://www.omafra.gov.on.ca/english/environment/bmp/AF151.pdf
Magdoff y Van Es. 2009. Construyendo Suelos Para Mejores Cultivos. Manejo Sustentable de Suelos. Tercera Edición. Investigación y Educación en Agricultura Sustentable (SARE). ISBN 978-1-888626-13-1 https://www.sare.org/Learning-Center/Books/Building-Soils-for-Better-Crops-3rd-Edition/Text-Version
RECURSOS ADICIONALES
Infografía Qué es la Salud del Suelo por SARE describe prácticas de manejo sustentable. https://www.sare.org/Learning-Center/What-is-Soil-Health
Herramienta de decisión de cultivos de cobertura del este de Canadá o herramienta de selección de cultivos de cobertura
http://www.omafra.gov.on.ca/english/environment/bmp/soil-health.htm
https://www150.statcan.gc.ca/n1/pub/95-634-x/2017001/article/54903-eng.htm
Manejo de cultivos de cobertura de manera rentable. Tercera Edición. Ed. Un Clark. Investigación y Educación en Agricultura Sustentable (SARE)
https://www.sare.org/Learning-Center/Books/Managing-Cover-Crops-Profitably-3rd-Edition
Kit de prueba de calidad de suelo NRCS. http://www.nrcs.usda.gov/wps/portal/nrcs/detailfull/soils/health/assessment/?cid=nrcs142p2_053873
PREGUNTAS DE ESTUDIO
- Las pruebas de salud del suelo actualmente disponibles son promedios ponderados (o menos comúnmente no ponderados) de numerosos indicadores del suelo; donde valores mayores indican una mejor salud del suelo. Este enfoque funciona bien, pero una crítica es que un suelo podría tener una puntuación de prueba alta pero no apoyar el crecimiento de las plantas (es decir, no apoya la productividad primaria y con ello, por definición, no es un suelo sano). Por ejemplo, un suelo con pH < 5.2 limita el crecimiento de las plantas, pero todos los demás indicadores del suelo pueden estar bien. Tu tarea es encontrar una solución. ¿Cómo podría ser esto un manejado en un índice de salud del suelo?
- Utilizando la Tabla 2 y lo que has aprendido de los otros capítulos (particularmente los Capítulos 3-7), identifica lo que falta en la lista. ¿Por qué crees que no está incluido?
- Comparar y contrastar enfoques para mejorar la salud del suelo con los enfoques descritos en el capítulo de recuperación de suelos de este libro de texto.
- Elija dos de las estrategias 6C de manejo de la salud del suelo. Comparar y contrastar cómo estos enfoques mejoran la salud del suelo.
- En la ciencia, siempre hay excepciones a la regla. Hay situaciones en las que no se esperaría que la diversidad de cultivos mejorara la salud del suelo. Proporcionar dos ejemplos con diferentes mecanismos y explicar.
- ¿Cuáles son los diferentes métodos para incorporar los cultivos de cobertura a las rotaciones de cultivos? Elija un sistema y explique las ventajas y desventajas de incorporar cultivos de cobertura.
- ¿Cuáles son las tres limitaciones universales para adoptar las prácticas 6C de manejo de la salud del suelo?
PAPELES DE UN MINUTO
- Elige una de las 6Cs. Describa cómo hay ganancias en carbono orgánico del suelo o cómo se minimizan las pérdidas con la práctica que seleccionó.
- Acabas de adquirir una casa nueva a estrenar (¡felicidades!) en un barrio nuevo (yikes- el suelo se degradó durante la construcción). Se quiere hacer el paisajismo y saber que el suelo es importante para el crecimiento exitoso de las plantas. Describa cómo evaluaría su suelo y qué buscaría para proteger su inversión en plantas para asegurar que prosperen? ¿Cuáles prácticas 6C de manejo de la salud del suelo utilizaría para mejorar las malas condiciones esperadas del suelo dejadas por los constructores?
ACTIVIDADES AL AIRE LIBRE
- SUELYA TUS UNDIES: entierra la ropa interior totalmente de algodón para que la cintura esté en o cerca de la superficie del suelo. Se quiere maximizar el contacto entre el suelo y el algodón, así que extiéndalo. Asegúrate de marcar el área con una bandera para que puedas desenterrar la ropa interior 2 a 3 meses después. Tenga en cuenta que la temperatura y la humedad del suelo influyen en la actividad del suelo, por lo que es posible que desee ajustar el tiempo que está enterrado. Compara dos suelos diferentes. Haz una hipótesis: ¿qué suelo crees que es el más saludable, el más activo? ¿Qué te dice la cantidad de algodón restante sobre el suelo? ¿Su predicción fue correcta? ¿Por qué o por qué no? Para más información visita https://www.ifao.com/ y mira estos videos https://www.youtube.com/watch?v=Ym0naU1oQmY [https://www.youtube.com/watch?v=akMT1ZZQ8PA]
- MEDIR LA COBERTURA DEL SUELO: Esta actividad se puede realizar en casi cualquier lugar: un campo, un césped, un bosque perturbado. Estirar una cinta métrica 25 metros. Cada 50 cm, cuente cuando haya suelo expuesto en lugar de residuos o escombros de plantas. Para ser contado, el residuo vegetal debe ser al menos del tamaño de una cerilla (4 mm x 45 mm). Veces el número por 2 y tienes el porcentaje de cobertura de residuos. Repita de 3 a 5 veces en áreas representativas del campo para obtener un valor promedio. Para mitigar la erosión, se recomienda una cobertura del 30%. Una cuerda marcada con cinta aislante cada 50 cm también funciona bien.
- PASEO DEL CAMPUS DE COMPACTACIÓN DE SUELO: Encontrar señales de compactación del suelo no es difícil, solo dé un paseo por el campus y busque espacios verdes donde los estudiantes estén atravesando para llegar a clase a tiempo. Eche un vistazo a la apariencia del suelo en la zona donde caminan los estudiantes en comparación con el resto del espacio verde. Piense en lo que ha sucedido con el número y tamaño de los poros en estos dos suelos (Foto 17.3). Observe el número de plantas de pasto que crecen en la zona donde caminan los estudiantes en comparación con el resto del espacio verde. ¿Ves otras plantas “malezosas” creciendo donde no está el pasto? ¿Cómo se han adaptado estas plantas para crecer donde no está el pasto? ¿Qué manejo recomendarías para mejorar la salud del suelo en esta área?
- PRUEBA DE SALUD DEL SUELO DE DISEÑADOR: Crea tu propia tarjeta de puntuación de salud del suelo Usando la Tabla 17.2 y esta guía web, crea tu propia prueba Identifica qué variables incluirás y por qué. ¿Todos los indicadores se pesarán igual? Si no, ¿por qué ponderaste algunos indicadores más que otros? https://www.nrcs.usda.gov/Internet/FSE_DOCUMENTS/nrcs142p2_051879.pdf Respuesta: con justificación, la prueba debe incluir indicadores químicos, físicos y biológicos y debe incluir una medida de cantidad de carbono o ciclo. LO #1 -3:
- COMPOSTAJE EN CASA: Ahora que ya has aprendido sobre el proceso y los beneficios del compostaje, ¡por qué no empezar a compostar en casa! En su patio trasero (o jardín comunitario), comience a compostar sus alimentos y desechos de patio. ¡Puedes hacer fácilmente tu propia papelera de compost! Agrega materiales de compost en capas, manteniendo un equilibrio entre materiales “verdes” (por ejemplo, casi cualquier cosa de tu cocina, césped recién cortado) y desechos “marrones” (por ejemplo, hojas muertas, periódicos viejos, etc.). Asegúrate de proporcionar oxígeno a tu compost mezclándolo bien regularmente (semanal o quincenal). Mantener el compost húmedo (¡pero no demasiado húmedo!). Toma un puñado de tu compost y míralo. Si la presionas, ¿corre agua de ella (es decir, demasiado húmeda)? ¿Algún olor?
ACTIVIDADES DIGITALES
- LA SALUD DEL SUELO desde la PERSPECTIVA DE UN AGRICULTOR: Observe la charla TEDx del granjero Fred Kirschenmann sobre el suelo — Discutir las limitaciones actuales sobre los agricultores y los sistemas agrícolas. Aunque no dice explícitamente 6Cs, discutir cómo adoptar las prácticas 6C de manejo de la salud del suelo puede proporcionar diversos beneficios e identificar a los benefactores.
- HERRAMIENTA DE DECISIÓN: Utilice la herramienta de decisión de cultivos de cobertura del Este de Canadá o el Medio Oeste para responder las preguntas de este estudio de caso Usted es dueño de una CSA (Agricultura Apoyada por la Comunidad) donde cultiva más de 15 vegetales diferentes. Compraste terrenos nuevos en agosto. Este suelo se labró agresivamente, a menudo cuando el suelo estaba demasiado húmedo, y parece tener malezas resistentes. Está planeando plantar un cultivo de cobertura en agosto con el objetivo de mejorar la productividad del suelo y los cultivos.
- Con base en los detalles de la granja, selecciona tres objetivos que te gustaría que alcanzaran tus cultivos de cobertura y explica por qué. Respuesta: metas reducción de compactación, luchador de malezas, constructor de materia orgánica, tal vez otro objetivo si bien explicado.
- Con base en las altas calificaciones de estas cubiertas para los objetivos que seleccionaste, elige dos cultivos de cobertura que quizás quieras cultivar. Con base en los dos cultivos de cobertura que seleccionó, observe las ventajas y desventajas en las hojas de información y elija la mejor opción de cultivo de cobertura. Indique 2 razones por las que escogió este cultivo de cobertura. Da 2 razones por las que no escogiste el otro cultivo de cobertura. Respuesta: Los cultivos de cobertura deben ser calificados 3 o 4 (sobre 4) para los objetivos seleccionados con explicaciones razonables para seleccionar una cobertura sobre la otra.
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Acerca de los Autores
Laura L. Van Eerd, Profesora, Facultad de Ciencias Ambientales Universidad de Guelph Campus Ridgetown
El objetivo de mi programa de investigación es mejorar el conocimiento del ciclo de nitrógeno y carbono en sistemas agrícolas. He publicado más de 50 artículos revisados por pares (incluido el mejor artículo del año 2018 en el Canadian Journal of Plant Science), supervisé a más de 20 estudiantes de posgrado y he recibido el Premio Pitblado a la Excelencia Docente. Mi investigación ha contribuido a documentos clave de política sobre salud del suelo y cultivos de cobertura. Como reconocimiento a mi impacto, fui nombrada una de las seis Mujeres Influyentes de la Agricultura Canadiense en 2020.
¿Qué tipo de trabajo realiza? Como profesor de Manejo Sustentable de Suelos, mi programa de investigación se enfoca en comprender cómo las diversas prácticas que emplean los agricultores impactan su suelo y cultivo. Así, mi investigación une la agronomía y la ciencia del suelo. Me emociona ser codirectora ejecutiva de Soils AT Guelph, una iniciativa para promover el conocimiento de la salud del suelo reuniendo a investigadores y agricultores. Como Director del Programa de Investigación de la Alianza de Innovación Agroalimentaria de Ontario, dirijo el tema de Administración de Suelos y Aguas mediante la revisión y adjudicación de proyectos de investigación que valoran más de $1M anualmente. Tengo una carrera muy gratificante donde el día a día puede ser diferente; desde la docencia hasta la investigación y el servicio de extensión.
¿Qué te gustaba hacer cuando eras niño? Cuando era un granjero, lo que más me gustaba era explorar afuera. Probablemente es la razón por la que hoy soy científico. A mi hermana menor y a mí nos encantaría jugar en los campos, hacer tartas de barro, cavar en busca de lombrices de tierra o romper costras de tierra. Recuerde maravillarse con los patrones extraños de tierra acurrucada que resultó cuando un área húmeda finalmente se secó. Me fascinó cómo el mismo suelo podría ser tan diferente; ligero y esponjoso después de la labranza, esponjoso después de una lluvia pero más tarde en la temporada tienen grietas gigantes cuando estaba seco. Solo pensarlo me lleva de vuelta al campo detrás de la casa en la granja casera.
Kate A. Congreves, Profesora Asistente, Departamento de Ciencias de las Plantas Universidad de Saskatchewan
Soy Profesor Asistente en el Departamento de Ciencias de Plantas de la Universidad de Saskatchewan. Crecí en una pequeña granja en Ontario y luego obtuve una licenciatura en Biología y una licenciatura en Queen's University, luego doctorado en Ciencias de Recursos Terrestres de la Universidad de Guelph. Me especializo en Agronomía Ambiental, y me enfoco en el ciclo de nutrientes y el uso de nutrientes de los cultivos, la salud del suelo y las emisiones de gases de efecto invernadero Mi programa de investigación es comprender los mecanismos que regulan las transformaciones de nutrientes y carbono, y las implicaciones para los servicios ecosistémicos del suelo.
¿Qué tipo de trabajo realiza? Como profesor de Agronomía Ambiental, investigo prácticas agrícolas que potencien la producción de alimentos de manera respetuosa con el medio ambiente. Diseño experimentos y mido el ciclo de nutrientes, la salud del suelo y las emisiones de gases de efecto invernadero con el objetivo de comprender la agricultura regenerativa. Agradezco que mi profesión se desarrolle en diversos entornos: en el campo, en el laboratorio, en el aula y en la oficina, que se unen para dar sentido en forma de desarrollo estudiantil, descubrimiento, colaboración e impacto en la industria y el medio ambiente.
¿Cómo te interesó la ciencia del suelo? Mi interés por la ciencia del suelo se remonta a mis primeros años, cuando de niño iba a jardín con mi mamá. Plantaríamos casi todas las verduras que se me ocurran y las atenderíamos durante todo el verano. Recuerdo haber creado redes de caminos en el suelo entre las hileras de plantas, donde mi hermano y yo manejábamos nuestros vagones pequeños y camiones Tonka. ¡El suelo era una gran parte de nuestro juego! Lo moveríamos, lo empujaríamos contra las raíces de las plantas, arrastrábamos las malas hierbas y cazábamos lombrices de tierra que siempre aparecían después de la lluvia. A veces expandíamos nuestras huellas a la pila de compost hacia atrás, donde nuestras calabazas parecían crecer más vorazmente que en cualquier otro lugar. Inmerso en ese jardín fue donde empecé a pensar en el suelo, a considerar diferentes aspectos de las plantas, y a apreciar el medio ambiente. Agradezco esa experiencia y poder llevarla a mi carrera hoy.
Melissa M. Arcand, Profesora Asistente, Departamento de Ciencias del Suelo Universidad de Saskatchewan
Soy biogeoquímico de suelos con intereses de investigación enfocados en el ciclo de nutrientes, el almacenamiento de carbono y la salud del suelo en agroecosistemas. Crecí en una granja en la Nación Muskeg Lake Cree en el centro de Saskatchewan, Territorio del Tratado 6, y recibí mi doctorado en Ciencias del Suelo de la Universidad de Saskatchewan, donde ahora investigo y enseño. Soy el asesor académico para estudiantes en el programa Kanawayihetaytan Askiy, diseñado para capacitar a estudiantes para que trabajen en la gestión de recursos y gobernanza de la tierra en comunidades indígenas en todo Canadá.
¿Qué tipo de trabajo realiza? Llego a hacer una investigación emocionante y participar en la enseñanza de ciencias del suelo a los estudiantes, pero también puedo trabajar en estrecha colaboración con estudiantes indígenas en el área de manejo de tierras y recursos en comunidades de las Primeras Naciones.
¿Qué es lo más emocionante de tu trabajo? Lo más emocionante de mi trabajo es ver a los estudiantes entusiasmarse con el suelo por primera vez, ¡generalmente cuando estamos juntos en el campo ensuciándonos las manos!
¿Cuál es tu suelo favorito? Mi suelo favorito es la asociación Blaine Lake, que es un Chernozem Negro desarrollado sobre materiales parentales lacustres de textura media, y es el suelo que sustentaba gran parte de la granja de mi familia.
Yvonne Lawley, Profesora Asistente, Departamento de Ciencias Vegetales Universidad de Manitoba
Mi área de investigación es la agronomía y los sistemas de cultivo con un enfoque en cultivos que incluyen soja, maíz y trigo, y una variedad de prácticas de manejo del suelo, desde el manejo de residuos, labranza en tiras, hasta cultivos de cobertura. Mi investigación involucra tanto la investigación agronómica a escala de parcela pequeña como en campo en la granja. Disfruto comunicando los resultados de mi investigación a una amplia gama de audiencias incluyendo agricultores, agrónomos, científicos en una variedad de disciplinas, y especialmente en las aulas donde doy clases en la Universidad de Manitoba.
¿Qué tipo de trabajo realiza? Como profesor, doy clases sobre producción de cultivos y manejo del suelo todos los días. Puede ser en una clase grande, una clase pequeña, asesorando a estudiantes de posgrado, o dando una presentación a agrónomos y agricultores. Me encanta mi trabajo porque también puedo hacer nuevas preguntas y aprender todos los días. Trabajo con estudiantes de posgrado para investigar nuevas formas de cultivar alimentos que sean confiables para los agricultores, buenos para nuestro medio ambiente y saludables para que comamos. Mi investigación analiza formas de mejorar el manejo de cultivos y suelos en las praderas canadienses. Los agricultores tienen que tomar muchas decisiones sobre cómo cultivar sus cultivos. Algunas de las decisiones que estamos examinando en mi investigación incluyen: tasas de siembra, fechas de siembra, fertilización, rotación de cultivos, cultivos de cobertura y manejo de residuos. Siempre me emociona contarles a los agricultores lo que hemos aprendido de nuestros experimentos y escuchar qué nuevas preguntas tienen sobre el cultivo o el manejo del suelo en sus granjas.
¿Qué te gustaba hacer cuando eras niño? Cuando era joven, me encantaba coleccionar cosas de la naturaleza. Tenía una colección de rocas. Recogía palos por todas partes los encontraría. Pasé horas buscando bellotas bajo el encino frente a mi casa. Había tantos tipos diferentes de flores, hojas y plantas para encontrar en el jardín. Cuando estaba en la escuela y la universidad me encantaba aprender a identificar, comparar y organizar todas estas cosas que encontré en la naturaleza.
Caroline Halde, Profesora, Departamento de Fitología Université Laval
Soy profesor asistente en agroecología en la Université Laval en Quebec City, QC, Canadá. Crecí en una granja lechera orgánica cerca de Montreal, QC y recibí una licenciatura en Agronomía de la Universidad Laval, una maestría en Agricultura de la Universidad de Dalhousie y un doctorado en Ciencias Vegetales de la Universidad de Manitoba. Realicé estudios postdoctorales en ecología vegetal en la Universidad de Cornell, trabajando en el control de malezas en sistemas de agricultura orgánica. Mis intereses de investigación son interdisciplinarios e incluyen agronomía, salud del suelo, ecología de malezas y cultivos de cobertura.
¿Qué tipo de trabajo realiza? Como profesor universitario, mentoro a los estudiantes en su proceso de aprendizaje sobre agricultura. Dirijo el Laboratorio de Agroecología de la Universidad Laval, un equipo de investigación que investiga el impacto de las prácticas agrícolas en la salud del suelo y la producción de cultivos. Junto con mi equipo, diseño y realizo experimentos de campo y laboratorio para probar prácticas agrícolas innovadoras, en colaboración con agricultores. También doy clases de agricultura ecológica a estudiantes de pregrado y posgrado. Por último, sirvo en una serie de comités universitarios, desempeñando diversas funciones administrativas.
¿Cuál es tu suelo favorito? Mi suelo favorito es el Sainte-Rosalie, un Gleysol húmico ortico que se encuentra en el Valle de San Lorenzo en Quebec, Canadá. Este Gleysol se deriva de depósitos marinos acumulados en la época del Mar Champlain. Es un suelo bien estructurado, con arcilla muy fina, poco drenado y rico en materia orgánica en el horizonte superficial. Cuando se drenan, los suelos de la serie Sainte-Rosalie son muy fértiles. Es la tercera serie de suelos en importancia entre los suelos mapeados en Quebec. El suelo Sainte-Rosalie, presente en mi granja familiar en el sur de QC, ha sido cultivado por mis antepasados por más de 200 años.