11.11: Pérdida de Suelo - Desertificación y Deforestación
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La erosión del suelo se refiere a la pérdida y reubicación de la capa superior del suelo por acción de agua y viento Alrededor de un tercio de la capa superior del suelo estadounidense se ha perdido por erosión desde que comenzó el cultivo en el continente y en la actualidad alrededor de un tercio de las tierras de cultivo estadounidenses se está erosionando a un ritmo suficiente para reducir la productividad. Alrededor del 10% de la tierra estadounidense se está erosionando a una tasa inaceptable que supera las 14 toneladas de toposil por acre anualmente. La erosión del suelo es en gran parte un producto del cultivo. Excepto en casos de pendientes extremas, vientos muy fuertes y lluvias torrenciales, los suelos no cultivados sufren poca erosión. La erosión fue reconocida como un problema en el centro de Estados Unidos pocos años después de que los bosques y pastizales de pradera fueran arados por primera vez para plantar cultivos, particularmente en los últimos 1800. El reconocimiento de que la capa superficial preciosa se estaba perdiendo a un ritmo insostenible llevó a que las medidas de conservación del suelo se remontaran a 1900, o incluso antes. En ese sentido, la conservación del suelo fue el primer movimiento ambiental, anterior a los esfuerzos por aliviar la contaminación del agua y el aire por muchas décadas.
La erosión hídrica es responsable de una mayor pérdida de suelo que la erosión eólica. Mientras que la erosión eólica tiende a mover el suelo y depositarlo en áreas donde todavía puede ser utilizado para el cultivo de cultivos, la erosión hídrica normalmente mueve mayores cantidades de suelo y los lleva a arroyos y ríos y finalmente a los océanos. El patrón general de erosión del suelo en el Centro Continental de Estados Unidos se muestra en la Figura 11.5. Esta cifra muestra que la erosión es especialmente mala en las áreas agrícolas que drenan hacia los ríos Misuri y Mississippi; millones de toneladas de suelo son transportadas por estos ríos al Golfo de México cada año. Se trata de zonas de lluvias relativamente altas, que a veces pueden venir como tormentas muy intensas, especialmente durante la primavera. Una alta proporción de las tierras agrícolas en estas áreas están dedicadas a cultivos en hileras, que son cultivos como maíz, soja y granos de sorgo plantados en hileras con suelo desnudo en el medio. Este modo de cultivo deja un suelo que es especialmente susceptible a la erosión hídrica.
El resultado final de la erosión del suelo y otras prácticas agrícolas insostenibles en zonas relativamente secas es la desertificación. Esta condición ocurre cuando se pierde la cobertura vegetal permanente del suelo para que pierda su capacidad de retener la humedad, se seca y pierde fertilidad para que las plantas ya no crezcan en él. Entre los factores interrelacionados que intervienen en la desertificación se encuentran la erosión eólica, la erosión hídrica (que ocurre durante estallidos esporádicos incluso en zonas áridas), el desarrollo de condiciones climáticas adversas, el agotamiento de los acuíferos subterráneos, la falta de agua para el riego, la acumulación de sal en los suministros de agua, la pérdida de materia orgánica del suelo y deterioro de las propiedades físicas y químicas del suelo. Eventualmente la tierra se vuelve incapaz de apoyar la agricultura, el pastoreo o incluso poblaciones humanas significativas. La desertificación es uno de los resultados más problemáticos del calentamiento global causado por los gases de efecto invernadero. En realidad es un problema muy antiguo y es una seria preocupación en muchas partes del mundo, como el Medio Oriente, el límite sur del Sahara de África, y las regiones del suroeste de Estados Unidos. Antiguamente zonas productivas de Oriente Medio y África del Norte, “tierras de leche y miel” descritas en términos bíblicos, tienen convertido en desierto, en gran parte debido a las actividades agrícolas humanas. El crecimiento de los animales domésticos de pastoreo en estas zonas —especialmente las cabras, que tienden a levantar la vegetación por sus raíces— ha sido un contribuyente particularmente fuerte a la desertificación. Gran parte de la capacidad productiva de los pastizales áridos en el oeste y suroeste de Estados Unidos se ha visto drásticamente disminuida por el sobrepastoreo.
Afortunadamente, el ingenio humano y las herramientas tecnológicas se pueden utilizar para prevenir o revertir la desertificación. Por ejemplo, el agua, que en ocasiones cae como lluvia torrencial sobre tierras desérticas normalmente secas, puede ser recolectada y utilizada para recargar acuíferos subterráneos de agua. Se pueden utilizar técnicas avanzadas de cultivo y riego para establecer una cobertura vegetal perenne en suelos desérticos propensos a la erosión. Potencialmente, las plantas pueden ser genéticamente diseñadas para crecer en condiciones severas de temperatura, sequía y salinidad. Se pueden emplear prácticas mineras amigables con el medio ambiente para obtener minerales, y las superficies de tierra dañadas por prácticas mineras dañinas pueden ser restauradas.
La pérdida de crecimiento forestal en tierras cultivadas —deforestación — se ha producido extensamente en Estados Unidos. Sin embargo, gran parte de los Estados Unidos coloniales, particularmente en Nueva Inglaterra, que fue deforestada para el cultivo de cultivos, ahora está experimentando una reforestación en gran medida espontánea a medida que las tierras agrícolas no rentables son abandonadas y los árboles se vuelven a establecer. La deforestación es un problema particularmente grave en las regiones tropicales. Los bosques tropicales ricos contienen las especies vegetales y animales más conocidas, muchas de las cuales se están extinguiendo a medida que se destruyen los bosques. Una vez destruidos, los bosques tropicales son casi imposibles de restaurar. Esto se debe a que el suelo de los bosques tropicales ha sido lixiviado de nutrientes por las altas lluvias anuales en las regiones tropicales. Cuando se elimina la cubierta forestal, el suelo se erosiona rápidamente, pierde las raíces de las plantas y otra biomasa que tiende a sostenerla unida, pierde nutrientes y se vuelve incapaz de sostener cultivos útiles ni los tipos de bosques que antes se sustentaban.
La clave para prevenir la pérdida de suelo por erosión, así como evitar que se produzca la desertificación, radica en un grupo de prácticas que los agricultores denominan conservación del suelo. Se utilizan varios enfoques diferentes para retener el suelo y mejorar su calidad. Algunas de ellas son técnicas antiguas y de larga data como la construcción de terrazas y la siembra de cultivos en el contorno del terreno (ver Figura 11.6). La rotación de cultivos y la siembra ocasional de campos para cubrir cultivos, como el trébol, también son prácticas antiguas. Una práctica relativamente nueva implica el cultivo mínimo y la siembra de cultivos a través del residuo de cultivos del año anterior. Esta práctica, ahora comúnmente llamada labranza de conservación, es muy efectiva para reducir la erosión debido a la cobertura de suelo de cultivos anteriores y las raíces que se dejan en su lugar. La labranza de conservación hace uso de herbicidas para matar
las malas hierbas competidoras hasta que el cultivo deseado se establezca lo suficiente como para sombrear las plantas competidoras, pero solo se aplican cantidades mínimas de herbicidas. Existe cierta preocupación de que los hongos (mohos) prosperen en los viejos residuos de cultivos y causen problemas con nuevos cultivos.
Lo último en la agricultura con labranza cero es el uso de plantas perennes que no tienen que plantarse cada año. Los árboles en los huertos y las vides de uva en los viñedos son tales plantas. Las raíces de las plantas perennes son muy efectivas para mantener el suelo en su lugar. Los esfuerzos para desarrollar plantas perennes que produzcan grano no han sido exitosos hasta la fecha. Esto se debe a que una planta productora de grano exitosa es aquella que dedica sus procesos metabólicos a la producción de grandes cantidades de semillas que pueden ser utilizadas para el grano, mientras que las plantas perennes ponen su energía en el desarrollo de grandes estructuras de raíces bulbosas que almacenan alimentos para el siguiente sistema de cultivo. Es posible que en algún momento del futuro la ingeniería genética se aplique al desarrollo de plantas perennes capaces de producir altos rendimientos de grano.
Entre las plantas más exitosas para detener la erosión se encuentran los árboles. Estas plantas crecen durante muchos años y algunas variedades de árboles volverán a crecer de sus estructuras radiculares cuando se cosecha la madera. La madera y los productos de madera son probablemente los recursos renovables más utilizados. Se han desarrollado variedades híbridas de árboles que son productores sobresalientes de biomasa.
La madera es un recurso renovable utilizado para muchos propósitos. En la construcción, la madera sustituye al acero, aluminio y cemento. Todos estos materiales son producidos por procesos muy intensivos en energía, por lo que la sustitución de la madera, en su caso, conserva grandes cantidades de energía. La madera es aproximadamente 50% celulosa, un polímero de carbohidratos que se usa directamente para hacer papel. Aunque los humanos y muchos otros animales no pueden usar la celulosa directamente como combustible, se puede descomponer química o bioquímicamente para convertirla en azúcar de glucosa. Este material sirve como fuente de alimento para levaduras (una forma de hongos) que generan etanol, un alcohol que puede ser utilizado como combustible y para elaborar otros productos químicos. En el proceso, las levaduras producen proteínas que pueden ser alimentadas a los animales.
Biochar para la Conservación y Enriquecimiento de Suelos
Un desarrollo relativamente reciente en la mejora de la calidad del suelo es el uso del biocarbón como enmienda del suelo. El biocarbón se elabora mediante la pirólisis de materia orgánica como residuos de cultivos. Es un constituyente natural del suelo como resultado de incendios forestales y praderas, pero ahora se produce artificialmente para su adición al suelo. 1 Las dos principales ventajas del biochar son su alta afinidad por los nutrientes por adsorción y su persistencia extremadamente alta; a diferencia del material húmico, nunca se degrada. Además, la producción de biocarbón tiene el efecto neto de secuestrar permanentemente el dióxido de carbono atmosférico fijado por la fotosíntesis, ayudando así a aliviar el calentamiento global.
Conservación del agua y del suelo
La conservación del suelo y la conservación del agua van muy de cerca. El suelo es normalmente la primera parte de la geosfera con la que el agua entra en contacto, y el suelo contaminado produce agua contaminada La mayor parte del agua dulce cae inicialmente sobre el suelo, y la condición del suelo determina en gran medida el destino del agua y cuánto se retiene en una condición utilizable. El suelo en una condición que retiene agua permite que el agua de lluvia se infiltre en el agua subterránea. Si el agua drena demasiado rápido del suelo, el suelo se erosiona y la escorrentía del agua está muy contaminada con sedimentos del suelo. Las medidas tomadas para conservar el suelo suelen conservar también el agua. Las terrazas, el cultivo de contornos, las vías fluviales construidas y los estanques de retención de agua (Figura 11.6) evitan que el agua elimine el suelo, pero también retienen el agua y ayudan a prevenir las inundaciones repentinas. Algunas de estas medidas, especialmente las terrazas, implican la modificación del contorno del suelo. Se pueden plantar bandas de árboles en el contorno para retener tanto el suelo como el agua. Reforestación de tierras inadecuadas para el cultivo de cultivos y evitando prácticas, como el sobrepastoreo, que tienden a llevar a la desertificación conservar el agua así como la tierra.