Como agricultor, inevitablemente tienes un gran impacto en el suelo. Por lo tanto, debemos cultivar siempre de forma que beneficie al suelo.
A continuación hemos recopilado datos y guías sobre cómo usted, con acciones relativamente pequeñas, puede garantizar el buen trato de sus suelos.
La cantidad de agua disponible para las plantas en el suelo viene determinada por el diámetro de los poros del mismo. Es importante evitar la compactación del suelo, que provoca la compresión de los poros y reduce el acceso al agua. Una capa de tierra contiene aproximadamente 20 mm de agua disponible para las plantas por cada 10 cm de suelo, pero la cantidad que pueden utilizar las plantas depende de la profundidad de las raíces y del entrelazamiento de las mismas.
A principios de la primavera, tras el deshielo o las lluvias intensas, el suelo puede alcanzar su máxima capacidad de retención de agua, lo que significa que todos los poros están llenos de agua. A medida que el suelo se seca y el agua se drena, ya sea de forma natural o con la ayuda de drenajes subterráneos, el suelo alcanza su capacidad de campo.
En este estado de capacidad de campo, los poros ligeramente más grandes se vacían de agua y se sustituyen por aire, mientras que los poros más finos permanecen llenos de agua. Cuanto más arriba en el perfil del suelo se encuentren los poros, más probable es que se llenen de aire. En un suelo con un 50% de material sólido y un 50% de poros, a capacidad de campo aproximadamente el 10-20% del volumen del suelo está lleno de aire y el 30-40% de agua.
El agua disponible para las plantas presente en los poros del suelo es la diferencia entre la capacidad de campo y el punto de marchitamiento permanente.
El diámetro de los poros llenos de agua (véase la tabla) es lo que determina la facilidad o la dificultad de las raíces de las plantas para extraer agua del suelo. Los poros del suelo son el resultado de su textura y estructura.
| Fuerza de extracción de agua ("succión de la raíz") en metros de columna de agua (mwc) |
Diámetro del poro equivalente (mm) |
|
|
Fácilmente disponible |
1-6 | 0.03–0.005 |
| Disponible | 6-50 | 0.005–0.0006 |
| Ligeramente disponible | 50-150 |
0.0006–0.0002 |
| No disponible | >150 |
< 0.0002 |
Kerstin Berglund, SLU
1) Pelo de la raíz
2) Suelo
3) El agua
El diámetro de los poros es lo que determina el grado de fijación del agua en los poros. Cuanto más pequeño sea el diámetro, más ligada estará el agua y más difícil será para la raíz extraerla. Finalmente, el pelo de la raíz alcanza su límite y ya no puede extraer agua de los estrechos poros.
El agua de los poros más grandes está disponible con facilidad, pero a medida que el diámetro de los poros disminuye, la planta necesita progresivamente más energía para captar el agua, según la imagen "Pelos de la raíz en el poro" anterior. El límite está en el punto de marchitamiento permanente, cuando la succión de las raíces ya no es suficiente para extraer agua de los poros del suelo y la planta se marchita. Sin embargo, en la práctica las plantas no pueden utilizar toda el agua hasta el punto de marchitamiento permanente, sino que se rinden mucho antes.
La cantidad de agua que puede absorber un cultivo se decide por una combinación de:
| Tipo de suelo | Agua disponible para las plantas (mm) por capa de suelo de 10 cm |
| Arena | aprox. 10 |
| Sedimentos | aprox. 20–25 |
| Tierra | aprox. 20 |
| Arcilla marrón | aprox. 10–15 |
Fuente: Kerstin Berglund, SLU
Juntos, estos tres factores imponen una especie de punto de marchitamiento biológico. En este contexto, es importante que el agricultor sepa que la compactación del suelo puede perjudicar el suministro de agua al cultivo. Si el deslizamiento de las ruedas comprime los grandes poros del suelo, se impide el drenaje y se reduce la capacidad del suelo para suministrar a las plantas el agua disponible para ellas.
El tamaño de los agregados en la cama de siembra controla la cantidad de agua que puede evaporarse. Con un tamaño de agregados de aproximadamente 2 mm, la evaporación del agua se reduce al mínimo. La paja en la superficie del suelo también disminuye las pérdidas de agua al reflejar la radiación solar y evitar que la superficie del suelo se caliente.
Si no llueve después de la siembra, el agua presente en la cama de siembra y debajo de ella es fundamental para que el nuevo cultivo pueda establecerse. Es importante retener esta agua y gestionarla con cuidado para que la semilla germine.
Cuando sale el sol y empieza a brillar en un campo recién sembrado, la energía de los rayos solares calienta el agua que hay dentro y debajo del semillero. Algunas de las moléculas de agua adquieren suficiente energía para convertirse en forma gaseosa e intentan salir del semillero y pasar al aire en forma de vapor de agua.
Esta evaporación del agua puede verse a menudo a simple vista, ya que la tierra húmeda se calienta con los rayos del sol, como se muestra arriba.
En principio, se trata del mismo fenómeno que cuando una cacerola con agua hierve en una placa de cocina y pierde agua en forma de vapor.
La evaporación del agua de la superficie del suelo después de la siembra está controlada principalmente por el tamaño de los agregados en la cama de siembra.
La figura siguiente ilustra la relación fundamental entre la evaporación del agua y el diámetro de las partículas/agregados del suelo. Un primer máximo en la evaporación se produce a un tamaño de partícula de 0,005-0,02 mm. Esta es aproximadamente la zona de tamaño de partícula para el sedimento y refleja el transporte capilar de agua a la superficie del suelo desde el lecho de siembra. En estos suelos sedimentarios es importante interrumpir el transporte capilar para que no se pierda agua.
Un segundo máximo en la tasa de evaporación se alcanza cuando el tamaño de los agregados supera los 50mm, lo que suele ocurrir en suelos con alto contenido de arcilla. Con agregados tan gruesos en el semillero, los flujos de aire se vuelven turbulentos y el semillero se seca. Entre estos picos, hay un caso mínimo de evaporación de agua en el que los agregados tienen un diámetro de unos 2mm. Estos agregados no son lo suficientemente pequeños como para permitir el transporte capilar del agua, pero no son lo suficientemente grandes como para crear flujos de aire turbulentos. Con agregados de este tamaño en un semillero, se pone una tapa y se minimiza la evaporación del agua.
Esto puede demostrarse utilizando tamaños de agregados puros en un experimento modelo, véase la imagen. En otras palabras, es el tamaño de los áridos el que regula la evaporación del agua de un suelo abierto.
Trigo de invierno, 3 semanas después de la siembra
A: Los agregados < 2 mm dan una emergencia del 95%.
B: Los agregados de 2 a 5 mm dan una emergencia del 60%.
C: Los agregados > 5 mm dan una emergencia del 35%.
Los residuos vegetales, como la paja, también afectan a la cantidad de agua que se evapora del suelo. La paja en la superficie del suelo afecta a las pérdidas de agua al menos de dos maneras:
La combinación de estos dos factores hace que la superficie del suelo no se caliente tanto en primavera y que se limite la evaporación del agua.
El laboreo reducido puede beneficiarse a menudo de este efecto. Una mejor retención del agua, junto con una mejor protección contra la erosión, hace que el laboreo reducido sea el sistema de labranza dominante en zonas agrícolas secas como las praderas de EE.UU. y Canadá.
La excavación que realizan las lombrices provoca la aireación y el drenaje del suelo. Además, los nutrientes de las plantas se liberan de los residuos de la cosecha que han pasado por los intestinos de las lombrices. Los agricultores pueden fomentar las lombrices de tierra aportando grandes cantidades de materia orgánica y utilizando un laboreo del suelo menos perturbador.
En un suelo normal de un campo agrícola, puede haber entre 100.000 y 1 millón de lombrices de tierra, con un peso combinado de entre 100 y 1000 kg, en una hectárea. Estas lombrices desempeñan un papel muy importante en el suelo cuando realizan su trabajo.
Con su actividad, aumentan el drenaje y la aireación del suelo al abrir canales para el agua y el aire hacia el subsuelo.
Además de su efecto sobre el drenaje y la aireación, las lombrices también afectan a otras propiedades físicas del suelo. El número de poros aumenta y la densidad aparente seca del suelo disminuye cuando las lombrices excavan en la oscuridad del suelo. El trabajo de laboreo del suelo realizado por las lombrices aumenta, por tanto, en gran medida el número de macroporos (diámetro > 0,5 mm) y crea una red de canales y espacios en el suelo. Esta red puede alcanzar los 4.000-5.000 km por hectárea y los túneles pueden extenderse hasta 2-3 m de profundidad. Los túneles actúan como "autopistas" para las raíces en el suelo. En pocos años, las lombrices mueven decenas de toneladas de suelo por hectárea hasta la superficie del suelo.
La anatomía del suelo también mejora, ya que la actividad de las lombrices estimula los microorganismos y propaga activamente los hongos y las bacterias en el perfil del suelo. Esto afecta en última instancia a la química del suelo, ya que la disponibilidad de prácticamente todos los nutrientes mejora cuando la materia orgánica pasa por el intestino de la lombriz. Por ejemplo, la concentración de nitrato es 8 veces mayor en las coladas de lombriz que en el suelo circundante. Estas coladas de lombriz actúan como "pegamento" entre las partículas del suelo, lo que mejora la estabilidad de los agregados y la estructura del suelo.
Las lombrices son sensibles a muchos componentes de la agricultura moderna, como los pesticidas y la compactación del suelo. El laboreo del suelo es un tema sensible, ya que perturba a las lombrices y destruye su sistema de túneles. Esto es especialmente cierto en septiembre y octubre, cuando se produce la reproducción de las lombrices. El laboreo del suelo puede clasificarse según el daño que causa a las lombrices en el orden siguiente Perforación directa < cultivo de puntas < cultivo de rastrojos < arado < roturación.
El efecto del arado sobre las lombrices es objeto de frecuentes debates. Un estudio reveló que el arado llevaba a la superficie el 10% de la masa total de lombrices del suelo. Una vez allí, los pájaros se comían alrededor de un tercio, mientras que dos tercios conseguían escapar y encontrar el camino de vuelta al suelo.
Para fomentar las lombrices es importante alimentarlas regularmente. La mejor manera de hacerlo es incluir un colchon de trébol en la rotación de cultivos. Sin embargo, cualquier medida que aumente la cantidad de materia orgánica en el suelo es positiva para la población de lombrices. El abono verde y los cultivos intercalados son, por tanto, un excelente alimento para las lombrices.
En unos pocos años de barbecho activo con una ley compuesta por trébol y hierba en lugar de trigo de invierno, el número de lombrices de tierra en el siguiente cultivo puede aumentar en un 100%. Las lombrices de tierra son, por tanto, un buen indicador de la fertilidad del suelo. Cuando las lombrices prosperan, los cultivos también prosperan.
Las raíces llevan una vida secreta bajo el suelo. En una hectárea de trigo de invierno puede haber 300.000 km de raíces que suministran agua y nutrientes al cultivo. Un sistema radicular bien desarrollado es el resultado de una buena estructura del suelo y es esencial para un alto rendimiento.
Las raíces anclan la planta en el suelo y le proporcionan agua y nutrientes. El sistema radicular de una planta suele estar tan predeterminado genéticamente en cuanto a su forma y aspecto como las hojas y los tallos que se encuentran sobre el suelo. Sin embargo, el entorno del suelo (arena, arcilla, etc.) limita la expansión de las raíces. En un suelo arcilloso bien drenado y con una buena estructura del suelo, las raíces de ciertas plantas pueden alcanzar hasta 2-3 m.
Los dicotiledones, por ejemplo los cultivos de semillas oleaginosas, tienen un sistema radicular que consiste en una raíz principal con raíces laterales.
Los monocotiledones, por ejemplo los cereales, tienen de 3 a 5 raíces primarias que provienen de la semilla germinada y raíces de corona que se forman a partir de las partes basales del tallo. Alrededor de 20-30 cm detrás de un frente de raíces no ramificadas, la planta avanza con una zona de raíces muy ramificadas.
Las raíces se mueven por el perfil del suelo a un ritmo de unos 0,5-3,0 cm/día en su periodo de mayor crecimiento. Sin embargo, las raíces dependen de las grietas y agujeros del suelo para su crecimiento, ya que su capacidad para crear sus propios canales es bastante limitada. En un suelo húmedo, la punta de la raíz puede desplazar las partículas del suelo, pero en un suelo seco las raíces se ven obligadas a utilizar poros con un diámetro superior al suyo. La resistencia mecánica del suelo se refleja en el engrosamiento de la punta de la raíz y la ramificación. Las raíces y las lombrices se ayudan mutuamente, ya que las raíces utilizan los túneles de las lombrices y las lombrices utilizan los antiguos canales de las raíces cuando se desplazan por el perfil del suelo.
Las raíces son muy eficaces a la hora de captar nutrientes y agua del suelo. En la punta de la raíz hay un capuchón radicular y detrás de éste se encuentra la zona donde las células se dividen y alargan. Detrás, hay una zona con finos pelos radiculares que tienen un diámetro de unos 0,01mm y una longitud de 1 a 10mm. Estos pelos radiculares aumentan en gran medida la capacidad de la raíz para captar agua y nutrientes. Por ejemplo, una raíz de trigo con un diámetro de unos 0,5mm puede tener una superficie de absorción de 5cm2 por cm de raíz. Los pelos radiculares liberan mucosidad, lo que aumenta aún más el contacto con el suelo.
La eficacia del sistema radicular para captar agua y nutrientes depende de la capacidad de las raíces para penetrar en el suelo; a menudo se mide como la longitud de las raíces por cm3 de suelo. En los cereales es habitual encontrar 10cm de raíces/cm3 de suelo en la capa superior, mientras que el número disminuye a 0,1cm de raíces/cm3 de suelo a 1m de profundidad en el subsuelo. Esto significa que un litro de tierra vegetal contiene 100 m de raíces, mientras que un litro de subsuelo sólo contiene 1 m de raíces a 1 m de profundidad en el perfil del suelo. La longitud de las raíces por unidad es también sorprendentemente alta.
Cualquiera que se encuentre en un metro cuadrado de un campo de remolacha azucarera tiene unos 10 km de raíces bajo sus pies. El trigo de invierno tiene una densidad de raíces aún mayor, con 30 km de raíces por metro cuadrado. Esto significa que una hectárea de trigo de invierno cuenta con 300.000 km de raíces bajo la superficie del suelo.
La paja debe ser rascada y raspada por la cosechadora, para que la superficie pueda ser atacada más fácilmente por los microorganismos del suelo, y luego enterrada rápidamente en el suelo permitiendo que se inicie la descomposición. Cuando se gestiona correctamente, la paja es una ventaja para el suelo. La paja mejora la estructura del suelo y lo hace más poroso.
Cuando la paja se mezcla con el suelo, es inmediatamente atacada por hongos y bacterias. Estos microorganismos necesitan carbohidratos para su crecimiento y utilizan la paja como fuente de carbono y energía. Esto significa que el peso de la paja disminuye gradualmente a medida que los microorganismos crecen y descomponen la paja.
Si los rastrojos de paja se mezclan con la tierra a mediados de septiembre, a mediados de octubre habrán perdido un tercio de su peso. Para la primavera siguiente, quedará la mitad del peso de la paja y en septiembre, un año después de haberla enterrado por primera vez, sólo quedará un 10-20% del peso original de la paja. El resto del carbono se habrá convertido en nuevas bacterias y hongos, y se habrá perdido en el aire como dióxido de carbono o habrá formado nuevos compuestos estables de materia orgánica en el suelo.
Durante la descomposición, los microorganismos también necesitan nitrógeno. Por lo tanto, al comienzo de la descomposición, el proceso "roba" parte del nitrógeno del suelo y lo mantiene fuera del alcance de las plantas. Durante este periodo, se retiran unos 3 kg de nitrógeno por tonelada de paja. Cuando la mitad del peso original de la paja se ha perdido por la descomposición, el proceso se invierte y el nitrógeno se devuelve al suelo. En ese momento, los niveles de nitrógeno mineral en el suelo son lo suficientemente altos y rara vez se produce una deficiencia de nitrógeno debido a la descomposición de la paja. Sin embargo, en las cabeceras y en las parcelas que la cosechadora ha pasado por alto puede haber una carencia de nitrógeno, ya que en ellas se acumulan grandes cantidades de paja.
Aunque la profundidad del laboreo no es importante para la descomposición, sí lo es que la superficie de la paja se raspe al pasar por la cosechadora. Si no, los microorganismos tienen problemas para atacar las estructuras orgánicas de la superficie de la paja. Esta es la razón por la que un tejado de paja puede resistir la lluvia, la nieve y los microorganismos durante décadas.
Si la paja utilizada para el tejado hubiera pasado por una cosechadora y se hubiera arañado su superficie, ya no sería apta para ser utilizada como material de tejado.
La descomposición de la paja comienza en cuanto la paja entra en contacto con el suelo y los microorganismos pueden iniciar su ataque. La descomposición es mejor en los 5 cm superiores del suelo. La longitud de corte de la paja tampoco es importante para la descomposición, por lo que en realidad no hay ninguna ventaja en picar la paja finamente mientras el posterior cultivo de rastrojos pueda hacerse cargo de la paja.
Sin embargo, las cosas empiezan a suceder incluso cuando la paja está en la superficie del suelo. Tres lluvias intensas pueden hacer que la paja pierda hasta el 90% de su contenido en potasio y el 60% de su contenido en fósforo, que se vuelve a filtrar al suelo.
Los efectos de la mezcla regular de paja con el suelo, en contraposición a la quema de paja, incluyen una mejor estabilidad de los agregados, más lombrices de tierra y un suelo con mayor porosidad y conductividad hidráulica. Muchos agricultores de toda Europa lo han observado a raíz de la actitud más restrictiva hacia la quema de paja que se ha impuesto en varios países.
Capacidad máxima de retención de agua = todos los poros están llenos de agua, como ocurre por debajo del nivel de las aguas subterráneas o tras el deshielo o las lluvias persistentes, por ejemplo
Capacidad de campo = el agua libre se ha drenado hasta una profundidad de drenaje de aproximadamente 1 m. Este estado se suele denominar equilibrio de drenaje, ya que el agua deja de fluir por los desagües/zanjas. En el perfil del suelo anterior, los poros más grandes están llenos de aire en la capacidad de campo, mientras que los poros más finos todavía contienen agua
Punto de marchitamiento permanente = cuando el agua del suelo está ligada con una fuerza de extracción de agua que supera los 150 metros de columna de agua (1500 kPa), las raíces ya no pueden extraerla. Este límite se denomina punto de marchitamiento permanente y representa el agua retenida en los poros con un diámetro inferior a 0,002 mm
Textura = la textura del suelo se refiere a las proporciones de partículas minerales con diferentes diámetros medios, es decir, las proporciones relativas de arena, limo y arcilla, en particular, según la tabla "Distribución del tamaño de las partículas" del capítulo Los componentes del suelo
Subsuelo = es la parte del perfil del suelo que se encuentra directamente debajo de la capa superior y que a menudo no se ve afectada por el laboreo normal del suelo hasta la profundidad de arado, pero que a veces se labra mediante un aflojamiento profundo. El límite entre la capa superior del suelo y el subsuelo es a menudo claramente visible en el suelo arado como una bandeja de arado, donde las acciones de arado y el deslizamiento de los neumáticos han compactado el suelo
Poros = son los espacios, canales y grietas del suelo, que se llenan de agua o de aire en función del contenido real de agua del suelo.
Densidad seca aparente = también se denomina peso volumétrico y se refiere al peso del suelo en relación con su volumen, incluidos los espacios llenos de aire, una vez que el suelo se ha secado a 105°C.
Desechos de lombriz = desechos de los intestinos, que en el caso de las lombrices de tierra suelen ser visibles como pequeños montones alrededor de la apertura de los canales de las lombrices en la superficie del suelo.
Nitrato = las plantas toman normalmente la mayor parte del nitrógeno que necesitan en forma de nitrato, NO3- que es una forma de nitrógeno que se encuentra en el suelo y también en el abono mineral. En el suelo, las bacterias especializadas transforman el amonio, NH4+, a través del nitrito, NO2- en nitrato. Este proceso se denomina nitrificación.
Monocotiledones = plantas que germinan a partir de la semilla para producir una plántula con una sola hoja de semilla (cotiledón), por ejemplo, las gramíneas y los cereales
Dicotiledones = plantas que germinan de la semilla para producir una plántula con dos hojas de semilla (cotiledones), por ejemplo, semillas oleaginosas, guisantes, judías, linaza, remolacha azucarera, etc.
Subsuelo = la parte del perfil del suelo que se encuentra directamente debajo de la capa superior y que a menudo no se ve afectada por la labranza normal del suelo hasta la profundidad de arado, pero que a veces se labra mediante un aflojamiento profundo. El límite entre la capa superior del suelo y el subsuelo es a menudo claramente visible en el suelo arado como una bandeja de arado, donde las acciones del arado y el deslizamiento de los neumáticos han compactado el suelo.
Dióxido de carbono = residuo gaseoso (CO2) de la respiración celular en las raíces que es también el ladrillo de construcción junto con el agua para los azúcares creados por la planta a través de la fotosíntesis
Conductividad hidráulica = la cantidad de agua que puede infiltrarse en el suelo en un tiempo determinado es un buen indicador del buen funcionamiento del suelo desde el punto de vista físico
