LAS PROPIEDADES BIORGANICAS DEL SUELO

En este capítulo se tratarán aspectos relacionados con la participación del

componente biótico del suelo en su fertilidad y en aquellas prácticas que se llevan a

cabo para mantener en el suelo un nivel adecuado de materia orgánica.

LA BIOTA DEL SUELO

Los organismos vivos del suelo son indispensables en aquellos procesos que tienen

que ver con la nutrición de las plantas y son los agentes más eficientes en la

generación de unas condiciones físicas adecuadas y duraderas en el suelo para que

aquellas puedan establecerse y prosperar en el.

1. IMPORTANCIA DE LOS MICROORGANISMOS

Los microorganismos del suelo intervienen en una gran cantidad de procesos y

reacciones que tienen que ver con la nutrición vegetal, de los cuales pueden

destacarse:

Transforman elementos o compuestos simples a formas asimilables por las

plantas.

Compiten con la planta por nutrientes, produciendo la inmovilización temporal

de éstos como es el caso de fosfatos, nitritos y nitratos.

Pueden realizar transformaciones a compuestos tóxicos

Regulan la acumulación de agroquímicos en el suelo, ya que algunos

microorganismos pueden tomar de ellos sustancias como fuentes de energía y

alimento; por ejemplo:

Bacterias: Bacillus, clostridium.

Hongos: Aspergillus, Fusarium, Penicillium.

Actinomicetos: Nocardia, streptomyces.

Pueden producir pérdidas de elementos o de compuestos en el suelo, como las

ocasionadas por los procesos de denitrificción, los cuales causan pérdidas de

Nitrógeno por volatilización; este proceso lo hacen las bacterias de los géneros

Agrobacterium, Bacillus, Pseudomonas, Thiobacillus, entre otros.

Pueden asociarse con plantas facilitando su nutrición, como en los casos de las

micorrizas y de la fijación biológica del Nitrógeno.

Algunos microorganismos del suelo pueden producir patogenicidad en las

plantas o animales, llegando a producir enfermedades en ellos como por

ejemplo en las plantas, Fusarium y Phytophthora y de bacterias como

pseudomonas.

2. IMPORTANCIA DE LOS MESO Y MACROORGANISMOS

La fauna del suelo lleva cabo varias acciones relacionadas con la nutrición de las

plantas como:

Mejorar la disponibilidad de algunos nutrientes para las plantas: La lombriz

incrementa la disponibilidad de P, K y C. hormigas mejoran la disponibilidad

de Ca y Mg, termitas aumentan la disponibilidad de Ca, Mg, K, Na, C y P.

Mantener en equilibrio las poblaciones de otros organismos: Predatores

como algunos ciempiés, arañas, escorpiones, coleópteros y collémbolos.

En algunos casos se ha observado que las lombrices y las termitas

aumentaron la disponibilidad de Al, lo que no es deseable par la planta.

Algunas son plagas para las plantas como ciertos coleópteros y hormigas.

3. FIJACIÓN BIOLÓGICA DE NITRÓGENO

Algunas bacterias (incluyendo en ellas actinomicetos y cianobacterias) producen

nitrogenasa que es una enzima que reduce el CO2 a NH3; esta capacidad se

conoce como fijación biológica del nitrógeno y puede ser llevada a cabo en forma

simbiótica o libre por los microorganismos capacitados para hacerla.

3.1 FIJACIÓN NO SIMBIÓTICA DE NITRÓGENO

Está restringida a ciertas bacterias y cianobacterias, las cuales pueden ser

aeróbicas, anaeróbicas facultativas o anaeróbicas. Azozpirillum es el

microorganismo mas conocido (bacteria aeróbica), se produce comercialmente.

3.2 FIJACIÓN SIMBIÓTICA DE NITRÓGENO

En esta el microorganismo infecta la raíz de la planta con la cual va a asociarse,

formando unos nódulos que, cuando están activos en la fijación (nódulos

efectivos), presentan una coloración roja en su interior, debido a la presencia de

leghemoglobina, pigmento similar a la hemoglobina del cuerpo humano.

Los nódulo son grandes y se encuentran llenos de bacterioides que son estados

no móviles de la bacteria y los cuales se presentan sólo en los nódulos; estos

bacterioides son los que fijan el nitrógeno y los nódulos son estructuras de

protección para ellos.

Las relaciones simbióticas mas conocidas son aquellas que se presentan entre

plantas leguminosas y bacterias de los géneros Rhizobium y Brady rhizobium;

estas relaciones simbióticas son muy específicas, es decir que la simbiosis se

establece entre una planta con muy pocas especies, y a veces razas de las

bacteria. A continuación se destacan algunas las siguientes relaciones simbióticas

con leguminosas:

Alfalfa - Rhizobium meliloti, Trébol l- R trifoli, Arveja y haba – R

leguminosarum, fríjol – R phaseoli, Soya – Bradyrhizobium japonicum.

4. MICORRIZAS

La palabra micorriza, de origen griego, define la simbiosis entre un hongo (mycos) y

las raíces (rhizos) de una planta. Como en otras relaciones simbióticas, ambos

participantes obtienen beneficios. En este caso la planta recibe del hongo

principalmente nutrientes minerales y agua, y el hongo obtiene de la planta hidratos de

carbono y vitaminas que él por sí mismo es incapaz de sintetizar mientras que ella lo

puede hacer gracias a la fotosíntesis y otras reacciones internas.

Se llama así, a la unión íntima de la raíz de una planta con las hifas de

determinados hongos; los hongos micorrizógenos son simbiontes obligados pero no

existe especificidad taxonómica estricta entre él y la planta hospedera, aunque puede

asumirse que hay una especificidad ecológica entre el hongo y la comunidad vegetal

como resultado de la co-evolución.

4.1 TIPOS DE MICORRIZAS

La mayoría de las plantas terrestres presentan micorrizas, y lo más probable es que

las restantes desciendan de plantas micorrizadas que han perdido secundariamente

esta característica. En el caso de los hongos, la mayor parte de las

5000 especies identificadas en las micorrizas pertenece a la división Basidiomycota,

mientras que en casos más excepcionales se observan integrantes de Ascomycota. La

tercera división que se ha observado formando micorrizas es Glomeromycota, un

grupo que, de hecho, sólo se conoce en asociación micorrizógena y cuyos integrantes

mueren cuando se les priva de la presencia de raíces.

Según su morfología, las micorrizas se dividen en distintos grupos entre los que cabe

destacar dos principales: las ectomicorrizas y las endomicorrizas.

Hongo ectomicorrizo, Níscalo, Lactarius deliciosus, (Basidiomycota).

Las ectomicorrizas se caracterizan porque las hifas del hongo no penetran en el

interior de las células de la raíz, sino que se ubican sobre y entre las separaciones

de éstas. Se pueden observar a simple vista y presentan la llamada Red de

Hartig. Este tipo de micorrización es el que predomina entre los árboles de zonas

templadas, siendo especialmente característico

en hayas, robles, eucaliptus y pinos. Los hongos son tanto

Basidiomycota como Ascomycota.

En las endomicorrizas, en cambio, no hay manto externo que pueda verse a simple

vista. Las hifas se introducen inicialmente entre las células de la raíz, pero luego

penetran en el interior de éstas, formando vesículas alimenticias y arbúsculos. Por

ello se las conoce también como micorrizas VAM o micorrizas

vesículoarbusculares. Los hongos pertenecen a la división Glomeromycota y se

dan en todo tipo de plantas, aunque con predominio de hierbas y gramíneas.

Abundan en suelos pobres como los de las praderas y estepas, la alta montaña y

las selvas tropicales. En el bosque atlántico aparecen junto a las ectomicorrizas.

Además de estos dos grandes grupos, se distinguen los siguientes tipos menores:

Ectendomicorrizas: presentan manto externo, como las ectomicorrizas, pero

también penetran en el interior de las células, como las endomicorrizas. No existen

vesículas ni arbúsculos. Se observan tanto en Basidiomycota como Ascomycota y

son más abundantes en angiospermas que en gimnospermas. Poco específicas.

Orquidoides o micorrizas de ovillo: Micorrizas de orquídeas, son formdas por

hongos del género Rhizoctonia y son indispensables para la formación de la

semilla, imprescindibles para su desarrollo y vida juvenil. En estado adulto, la

planta puede llegar a independizarse del hongo en algunos casos.

Ericoides: Micorriza intracelular tipo más sencillo y simple. Penetra en las células

para formar ovillos.

Hongo micorrizo ericoideo

Arbutoides: manto externo y penetración en las células, donde forman rulos.

Monotropoides: la forma de penetración en las células es algo diferente

4.2 CONDICIONES PARA SU DESARROLLO

Aunque las condiciones ambientales para el desarrollo de las micorrizas son bastante

específicas, hay algunas situaciones que lo restringen:

Realizar fumigaciones o quemas intensivas en el suelo

Dejar el suelo en barbecho o implantar en él monocultivos permanentemente

Invertir los horizontes del suelo o la presencia de erosión.

Hacer aplicaciones intensas de fertilizantes fosfóricos al suelo.

4.3 IMPORTANCIA DE LAS MICORRIZAS

Las micorrizas aumentan la absorción por parte de la planta de nutrientes poco

móviles en el suelo, como P, Zn, S, Ca, Mo y B; le dan a la planta resistencia a

condiciones desfavorables de suelo como pH, estrés por agua, cambios grandes

de temperatura y presencia de elementos tóxicos; además protegen la raíz del

ataque de patógenos.

Como se mencionó anteriormente, para el establecimiento de ciertas especies

vegetales se requiere la presencia de micorrizas, así como para la germinación de

semillas de orquídeas. Existen plantas con alta dependencia de las micorrizas para

su desarrollo (micotrofia) como café, cítricos, yuca, chirimoya, cacao y aguacate,

en tanto que se presentan otras con media o baja micotrofia como caña de zúcar,

maíz, sorgo y pastos

5. LA MATERIA ORGANICA DEL SUELO

Desde un punto de vista netamente práctico, pensando en la explotación sostenible

del suelo, la materia orgánica puede considerarse como el principal componente sólido

que posee este recurso natural, ya que de alguna manera se relaciona con casi todas

las propiedades de él.

5.1 IMPORTANCIA DE LA MATERIA ORGANICA DEL SUELO

La materia orgánica, en todas sus diferentes formas, tiene efectos marcados en casi

todas las propiedades del suelo (Tabla 1)

Aparte de los efectos expuestos en la tabla mencionada cabe destacar aquí el papel

que juega la materia orgánica en su clasificación taxonómica.

Por definición el orden de los histosols agrupa todos aquellos suelos cuyo material

parental está compuesto por sedimentos orgánicos; el sistema taxonómico americano

(SSS,1994) considera que un material es orgánico cuando tiene más de 20 de carbono

orgánico, si no se inunda, o entre 12 y 18% de carbono orgánico, de forma

proporcional al contenido de arcilla, si se inunda.

TABLA 1. Efecto general de la materia orgánica sobre algunas propiedades del suelo.

PROPIEDAD EFECTO AL AUMENTAR EL CONTENIDO DE MATERIA ORGANICA

Estructura Favorece su formación, aumenta el tamaño y estabilidad de los agregados.

Porosidad Aumenta la cantidad de macroporos

Aireación Aumenta el volumen de aireación y mejora la circulación del aire

Infiltración Aumenta su velocidad

Drenaje Aumenta la velocidad de circulación del agua dentro del suelo

Humedad Aumenta la capacidad de retener agua, sobre todo a bajas tensiones y/o si el suelo es arenoso

Consistencia Aumenta la friabilidad, disminuye la pegajosidad y el encostramiento superficial; con esto se facilita el laboreo del suelo ya que este le opone menor resistencia a los implementos y a las máquinas; también en este sentido tiene efectos económicos al requerirse menos potencia y menos gasto de combustible.

Erodabilidad Disminuye la susceptibilidad del suelo a la erosión

Color Oscurece el suelo facilitando su calentamiento, con lo cual mejora la germinación de las semillas, el desarrollo radicular y, en general el desarrollo de la planta

CIC Incrementa su valor disminuyendo las pérdidas de nutrientes por lixiviación

Capacidad Buffer Aumenta

pH Disminuye

Nutrientes Aporta algunos (N,F,S principalmente) durante el proceso de mineralización; puede ocasionar fijación de algunos elementos menores; la disponibilidad de algunos nutrientes se puede ver reducida debido a la formación de complejos estables en los cuales se ven involucrados, como es el caso de la formación de quelatos como Cu, Mn, Zn, Fe, entre otros; también puede ejercer adsorción selectiva de algunos cationes, limitando su disponibilidad para las plantas.

Contaminación La materia orgánica almacena compuestos y/o elementos tóxicos como ingredientes activos no degradables de agroquímicos o metales pesados (Pb, Ni, etc.), que llegan al suelo, dificultando su eliminación de este medio.

Hidrofobicidad Los compuestos hidrofobicos que se acumulan en el suelo son orgánicos; ellos alteran considerablemente las propiedades hídricas del suelo que los posee

Biota La principal fuente de energía para los organismos que viven en el suelo es la materia orgánica del mismo; algunos productos de su alteración pueden ser tóxicos para algunos de ellos.

5.2 CONTENIDO Y DISTRIBUCIÓN DE LA MATERIA ORGANCIA EN EL SUELO

El contenido de materia orgánica de un suelo, depende del aporte de materiales

orgánicos que se haga a dicho suelo, así como de la velocidad con la cual estos se

descompongan.

La velocidad de descomposición es bastante variable pues depende de muchos

factores, entre los que se encuentran:

Tipo de residuos vegetales aportados: No todos los órganos vegetales que

caen al suelo tiene la misma resistencia a los procesos de descomposición,

como lo demuestran los resultados reportados por Burbano (1.989) para la

vegetación arbórea en un bosque montano de Venezuela, ubicado entre 2.000

y 2.500 m.s.n.m., con temperatura promedio anual de 12.6°C y precipitación

media anual de 1.500 mm., en donde las hojas se tardaron en descomponerse

totalmente 20 meses, en tanto que las ramas lo hicieron en 12.5 años.

Temperatura: La tasa de descomposición se incrementa a medida que se

aumenta la temperatura; Munévar (1.991) sostiene que a temperaturas

mayores a los 25°C, en condiciones aeróbicas no hay acumulación de materia

orgánica.

Humedad – Aireación: En condiciones anaeróbicas la descomposición es

mucho más lenta que en condiciones aeróbicas.

pH: La descomposición es más eficiente en condiciones cercanas a la

neutralidad.

Relación C/N: Esta relación controla la actividad de los microorganismos y la

facilidad con que se puede descomponer la materia orgánica que se le aporte

al suelo (Orozco, 1.984), según los siguientes valores:

C/N valores cercanos a 10 → descomposición fácil

C/N > 30 → descomposición difícil

Minerales de arcilla: La formación de complejos órgano-minerales

protege la materia orgánica de la descomposición; este efecto es muy

marcado en los Andisoles, debido a la presencia de arcillas amorfas, las

cuales forman complejos sumamente estables con la materia orgánica,

propiciando su acumulación al reducir drásticamente su mineralización.

5.2.1 DISTRIBUCIÓN EN EL INTERIOR DEL SUELO

El contenido de materia orgánica en los suelos, normalmente decrece en

forma regular al aumentar la profundidad en el perfil; normalmente el contenido

de materia orgánica es mayor en el horizonte A del suelo, con valores muy

superiores a los que presentan los otros horizontes.

Con respecto a la distribución de la materia orgánica , se presentan algunas

variaciones que la distorsionan, producidas por algunos procesos especiales

en el suelo; por ejemplo, cuando se encuentran suelos enterrados,

generalmente se presentan incrementos abruptos en el contenido de materia

orgánica del suelo, a ciertas profundidades dentro del perfil, donde se

encuentran los horizontes A enterrados; esta distribución irregular del

contenido de materia orgánica a través del perfil corresponde casi siempre a

suelos que llevan la partícula Fluv en su nombre taxonómico.

También se distorsiona el patrón de distribución normal cuando el suelo tiene

un horizonte eluvial de materia orgánica, el cual tiene un contenido menor de

aquella que el horizonte iluvial en el cual se está acumulando y que esta

subyaciendo al eluvial.

5.2.2 DISTRIBUCIÓN EN EL PAISAJE

Se acepta que Hay una relación general directa entre el contenido de materia

orgánica del suelo y la altitud: a mayor altitud mayor acumulación de materia

orgánica. Este comportamiento esta relacionado con el hecho de que al

aumentar la altitud se reduce la temperatura, lo que ocasiona una disminución

en la rata de descomposición de aquella produciéndose su acumulación.

En condiciones naturales hay un equilibrio entre la acumulación y la

mineralización de la materia orgánica aportada al suelo, permaneciendo su

contenido más o menos constante a través del tiempo, dentro de un rango

específico de valores; el cambio de cobertura de bosque a cultivo o a pradera

produce pérdida de materia orgánica en el suelo, siendo esta pérdida mayor

en las zonas más cálidas.

En Colombia, los contenidos de materia orgánica más bajos se presentan en

los suelos de la alta y media Guajira, en buena parte Aridisols y los más altos

se encuentran en los Andisoles de los pisos climáticos fríos (Jaramillo, Parra y

González, 1994)

TABLA 2. Contenido de materia orgánica (%) en el horizonte mineral

superficial de suelos de algunas regiones de Colombia.

Región n MedIa Moda

Desv Est

Minimo

Maximo Fuente

Guajira 77 1.16 0.34

0.98 0.12 4.55 IGAC, 1978

Amazonía 53 3.83 4.53

2.43 0.69 11.94 Proradam,1979

Oriente Antioqueño

40 21.89 30.3

9.50 7.90 44.70 Jaramillo, 1995

Se destaca la gran diferencia que se presenta entre los contenidos de materia

orgánica de los Andisols (Oriente antioqueño) y el de los otros suelos,

situación explicable por la gran diferencia climática que hay entre las zonas

analizadas: Los Andisols se ubican en el piso frío, con temperatura promedio

de 16°C, en tanto que las otras dos regiones corresponden al piso cálido y

presentan temperaturas mayores a los 24°C.

La diferencia que hay entre los suelos de la Amazonía con los de la Guajira, se

explica por la diferencia que hay entre estas dos zonas con respecto a la

precipitación que reciben, pues mientras que la Amazonía recibe mas de 2.500

mm de lluvia al año, la parte de la Guajira incluida en la tabla no llega a recibir

los 300 mm de precipitación al año; las diferencias altitudinales entre ambas

regiones no son importantes y no explican las diferencias observadas entre los

contenidos de materia orgánica de los suelos de ambas.

NIVELES CRITICOS

Con el fin de hacer interpretaciones de materia orgánica en el suelo, el ICA

(1992), ha propuesto los niveles críticos que se presentan en la tabla 3

TABLA 3. Niveles críticos para el contenido de materia orgánica del suelo, en

diferentes condiciones climáticas para Colombia (ICA 1992)

Contenido de Materia orgánica (%) para nivel

Clima Bajo Medio Alto

Cálido < 2 2 – 3 3

Medio < 3 3 – 5 5

Frío < 5 5 – 10 10