La estructura del suelo - José Luis Rubio

¿Por qué unos suelos resisten la erosión y otros no? La estructura del suelo

(Por José Luis Rubio)

Capítulo 27 de CIENCIA, y además lo entiendo!!!

La respuesta se encuentra en la más fascinante interfaz del mundo mineral y el mundo biológico de nuestro planeta. En las profundidades del suelo y descendiendo hasta escalas microscópicas pueden desarrollarse uniones íntimas, complejas y perdurables  entre las partículas inorgánicas procedentes del mundo geológico y los componentes orgánicos provenientes del mundo vegetal. Esta frontera del mundo mineral y del mundo biológico origina una propiedad clave que llamamos estructura del suelo y que, entre otras muchas funciones, es responsable de la resistencia del suelo a la erosión.

Pero vayamos por partes. Existen zonas en las que la erosión se muestra de forma intensa y bien visible, a veces con paisajes desgarrados e intensamente afectados por procesos erosivos que impactan en la disposición natural del suelo provocando su desmantelamiento, desagregación y arrastre. Si el terreno se encuentra en pendiente, se mostrará profundamente hendido y rasgado por una impactante red de surcos, arroyos, cárcavas y barrancos que muestran una tierra herida y degradada en la que el suelo fértil superficial va desapareciendo por el efecto inmisericorde de aguaceros y torrentes. Sin embargo, junto a ellas y bajo las mismas condiciones climáticas quizás puedan observarse terrenos con suelos fértiles y profundos que mantienen una abundante cobertura de vegetación y que dan lugar a paisajes estables y productivos.

¿Por qué estas grandes diferencias en el  comportamiento del suelo frente a la erosión?

Conviene indicar que en los procesos erosivos existen factores relacionados con la propia naturaleza del suelo, y otros factores externos que también influyen en el proceso. Brevemente, estos últimos incluirían las condiciones climáticas (incluyendo la precipitación, temperatura, evapotranspiración, torrencialidad y erosividad de la lluvia, periodos de sequía, etc. ), los  factores  topográficos (ángulo de la pendiente, su tipología y longitud), la naturaleza  de los materiales geológicos originarios del suelo,  el tipo de uso del suelo (agrícola, forestal, pastoral, abandonado, urbano, afectado por infraestructuras,…) y el manejo concreto de cada suelo, incluyendo el laboreo, las medidas de conservación,  la fertilización, la gestión y manejo del agua, etc.…

Indudablemente todo este amplio conjunto de circunstancias extrínsecas ejerce una gran influencia sobre la  intensidad  de los procesos erosivos pero en este capítulo nos centramos en un factor interno que puede representar una espectacular diferencia en la estabilidad y resistencia a la degradación entre distintos tipos de suelos.

Hay que señalar que en la respuesta a la erosión existen numerosas circunstancias físicas, químicas y biológicas que derivan de la complejidad del suelo como interfaz geológica, hídrica, atmosférica y biológica. Su papel como membrana viva que envuelve al Planeta implica una manifiesta complejidad que hace casi imposible identificar una sola propiedad para explicar un determinado comportamiento. Sin embargo si tuviéramos que elegir un solo rasgo para explicar la respuesta erosiva de un suelo este sería la estructura del suelo o estructura edáfica.

Aparentemente la estructura del suelo es algo simple: es la disposición entre sí de las distintas partículas orgánicas e inorgánicas del suelo. Pero esta simple definición encierra un insospechado  universo microscópico. Lo que podemos observar a simple vista de ella son las unidades de agregados o terrones del suelo que se van formando por la adherencia de otras pequeñas subunidades de agregados. En ellos podremos observar, por ejemplo, el papel mecánico de ligazón  de las hifas de hongos.  Para ir desentrañando el  mecanismo  de agregación hay que ir descendiendo al nivel de micro agregados de menos de 1mm que ya no pueden ser observados a simple vista. Pero para conocer la esencia del mecanismo interno todavía es necesario descender en la escala de observación a niveles de menos de 0,1mm, y mucho más, pasando a niveles de milimicras y luego a dimensiones moleculares que lógicamente requieren sofisticados equipos de observación.

En este submundo microscópico podremos encontrar la respuesta a la pregunta de por qué después de millones y millones de años de lluvias de todo tipo no se ha ido lavando y desapareciendo  la piel viva del planeta que representan los distintos tipos de suelo sobre su superficie. La base de la respuesta se encuentra en el juego al que permanentemente se dedican las cargas iónicas de las partículas coloidales de la tierra. En los niveles moleculares del suelo se llega a la frontera del mundo mineral y del orgánico, que comentábamos al principio, representado por la interfaz  entre macromoléculas de humus y la superficie de partículas minerales como son las arcillas. En esta interfaz las arcillas tienen preferentemente cargas negativas y las macromoléculas húmicas también. En principio cargas del mismo tipo se repelerían e impedirían la unión entre partículas, pero para evitarlo, entre humus y arcillas se disponen cationes cargados positivamente, tales como calcio, magnesio, amonio o potasio, que actúan como enlaces. Este mecanismo que solo hemos esbozado (existen distintos tipos de arcillas, diferentes fuerzas de unión electroquímica, distintos cementantes y una enorme variedad de compuestos húmicos) es la base de la resiliencia del suelo y de numerosas funciones y propiedades del mismo. Lo que percibimos a simple vista, y sus implicaciones en el paisaje natural o en uso del suelo, es la traslación de lo que existe a escala molecular en las interacciones electroquímicas entre partículas minerales y orgánicas.

La estructura edáfica no es algo estable y definitivo. Es una propiedad dinámica que puede mejorarse o que puede empeorarse  por maltrato del suelo o por cambios en las condiciones climáticas. Si mejoramos y conservamos la estructura edáfica todo serán ventajas. El suelo será más resistente a los procesos erosivos. Infiltrará y retendrá mayor cantidad de agua con lo cual soportara mejor la falta de precipitaciones y sequías. La tierra estará más aireada con lo cual se activara su potencial biológico y los procesos enzimáticos  que aumentan los nutrientes. El suelo será más estable, más fácil de trabajar y, en una palabra, será un medio más favorable como hábitat para las plantas y sus raíces. Es decir será más fértil y productivo. Podríamos seguir con una larga lista de ventajas pero en la situación actual de cambio climático, no podemos olvidar que una buena estructura edáfica también potencia la capacidad del suelo  como sumidero y depósito  de CO₂ atmosférico, es decir contribuye significativamente a la mitigación del cambio climático.

Podemos concluir que el que se produzca o no esa feliz sintonía entre las fronteras moleculares del mundo orgánico e inorgánico, que da lugar a una buena estructura, marcará la diferencia entre suelos y paisajes ricos y fértiles o suelos erosionados, degradados e infértiles.

Platon en el Citrias nos ofrece una descripción del Ática que nos sirve como ejemplo de intensa erosión a evitar: “la tierra que era la mejor del mundo, se parece ahora a un cuerpo demacrado por la enfermedad en el que se escurre por todas partes la tierra vegetal y fecunda y solo nos queda un cuerpo descarnado hasta los huesos”. Los atenienses, como otras muchas culturas, no cuidaron adecuadamente de la estructura del suelo.

José Luis Rubio

Doctor Ingeniero Agrónomo

Investigador Científico CIDE – CSIC, Valencia

Nació en Villanueva de la Serena (Badajoz) en 1947. Reside en Valencia y es Dr. Ingeniero Agrónomo e Investigador Científico del CSIC con una larga y fructífera trayectoria en la ciencia del suelo y en sus implicaciones socio-económicas. Fue pionero en nuestro país y a nivel internacional en abordar problemas ambientales y productivos del territorio mediterráneo desarrollando metodologías, evaluaciones y modelizaciones sobre procesos de degradación del suelo y de restauración de ecosistemas degradados.

Pertenece a numerosas organizaciones y asociaciones dedicadas a problemas ambientales mundiales. Entre otras, es DeputyPresident de la WorldAssociation of Soil and WaterConservation, miembro del Comité Ejecutivo de la EuropeanSocietyforSoilConservation, de la que fue co-fundador y su Presidente durante 13 años, al Board of Directors de la International SoilConservationOrganization (ISCO)y es Vicepresidente del EuropeanSoil Bureau de la UE.

Ha realizado una intensa actividad de asesoramiento científico a numerosas instituciones nacionales e internacionales incluyendo la organización y la dirección de múltiples reuniones y conferencias a nivel nacional e internacional. Asimismo ha participado en 40 proyectos de I + D de España y Europa, (Jefe de proyecto en 12) y es autor o co-autor de 31 libros y de más de 200 artículos científicos.

Ha recibido numerosos premios, entre ellos el Premio Jaime I de Protección del Medio Ambiente en 1996 y en ese año, fue el fundador y primer director del Centro de Investigaciones sobre Desertificación-CIDE y también el primer Project Lider del Centro Temático Europeo de Suelos de la Agencia de Medio Ambiente de la UE. Actualmente es el Jefe del Departamento de Degradación y Conservación de Suelos en el CIDE.

En 2003 recibió la Medalla de Oro de la Academia Polaca de Ciencias del Suelo. En mayo de 2011 "Premio Gerold Richter 2011" por su exitosa carrera científica y por su contribución científica a la conservación del suelo y al aumento de la conciencia social de los problemas de degradación del suelo”. En 2013 recibió el Premio de Honor de la AAA de Universidad Politécnica de Valencia por sus contribuciones científicas. En 2015 recibió el premio “ForAdvance in SoilFunctionsAnalysis and Conservation” EnvironmentallySustainableSoil Cube ESSC 2015 otorgado por la RussianStateAgriculturalUniversity de Moscú.