Salinidad de los Suelos, Estrés Hídrico y Producción Vegetal

Una cantidad excesiva de las sales en el suelo puede llegar a impedir tanto la absorción de agua por las raíces de los vegetales, como alterar una equilibrada absorción de nutrientes. Por estas razones, la nutrición de las plantas se ve perturbada, pudiéndose en casos extremos inhibir su crecimiento. A menudo puede hablarse de toxicidad. De este modo, se producen enfermedades de tallo, raíces, hojas y semillas, debido en la mayoría de los casos a la bioacumulación en estos órganos de ciertos iones que afectan al funcionamiento normal de la planta. Se trata de un post para jóvenes estudiantes, por lo que aquellos que ya tienen una cierta formación en edafología pueden omitir su lectura.

Eflorescencias salinas sobre la superficie del Suelo

Fuente: SCIRO (Australia)

Existen básicamente, tres componentes del estrés salino que afectan a las plantas: a) efecto osmótico, b) efecto nutricional y c) efecto tóxico.  El primero está generado por un aumento del potencial osmótico del suelo que disminuye la disponibilidad de agua para la planta.  Las alteraciones nutricionales por estrés salino se producen cuando el vegetal tiene problemas para absorber ciertos iones esenciales (nutrientes) en presencia de excesivas cantidades de sales solubles en el suelo.  El efecto tóxico está inducido, casi siempre, por cientos iones como Cl y Na.  La toxicidad del Na puede ser directa, como en el caso de especies sensibles al exceso de este ión o indirecta, cuando se deteriora la estructura del suelo por su presencia. En este último caso, se origina un descenso en el crecimiento de la planta como consecuencia de la disminución de los contenidos de oxígeno necesarios para la respiración de las raíces, así como por el descenso de la conductividad hidráulica del suelo. Pero vayamos por partes.  

Eflorescencias salinas en microdepresiones del terreno

Desde un punto de vista agronómico, suele hablarse de suelos salinos cuando estos albergan niveles excesivos de sales. Tales moléculas, en sí mismas, no son, ni mucho menos nocivas. De hecho, suelen formar parte de las enmiendas o fertilizantes inorgánicos que añadimos a los cultivos, a la hora de fomentar su crecimiento. El problema se genera cuando, por una razón u otra, se acumulan en cantidades excesivas. En este caso, las soluciones del suelo, o ambiente iónico, puede llegar a ser más salinas que las de las células de los sistemas radiculares con las que se ponen en contacto. Tal hecho genera que la energía que las plantas necesitan utilizar para extraer el agua del suelo sea excesiva en vista de la presión osmótica (ver también ósmosis) de este último. Cuando se produce tal situación, el agua fluirá de la disolución más concentrada a la menos concentrada. En otras palabras si la solución de suelo es más rica en sales que la de la célula, estás últimas le cederán parte de su contenido, en lugar de secuestrarlo. Por ello, se habla de un estrés hídrico en el organismo vivo. ¿Ha quedado claro? ¿No? Si no es así, tomo prestadas unas frases (algo modificadas) del curso on-line de Edafología de la Universidad de Granada que os animo a visitar (al menos para los estudiantes universitarios) dada su calidad y rigor. Nuestro amigo Carlos Dorronsoro ha dedicado años y esmero para ponerlo a vuestra disposición, mucho antes que la apertura de contenidos en Internet se pusiera de moda.

Costras salinas poligonales en el Valle de la Muerte

(California). Fuente Wikimedia.

La concentración de sales solubles eleva la presión osmótica de la solución del suelo. Si tenemos en cuenta que el agua tiende a pasar de las soluciones menos concentradas a las más concentradas, con objeto de diluir éstas últimas e igualar las presiones osmóticas de ambas, se comprende que cuando la concentración salina de la solución del suelo es superior a la del jugo celular de las plantas, el agua tenderá a salir de éstas últimas hacia la solución del suelo. Este efecto llevó a un tal Shimper, ya en 1903, a plantear la teoría de la sequedad fisiológica, en la que se postula que en medios salinos, aunque exista una humedad elevada, las plantas sufren estrés hídrico, se secan y acaban muriendo. 

Salinidad de suelo causada por aguas freáticas

Efecto osmótico: El agua y los nutrientes de la solución de un suelo (no encharcado) se distribuyen en delgadas láminas alrededor y en el interior de los agregados del suelo. Las raíces de las plantas pueden absorber este líquido hasta un cierto punto, a partir del cual no pueden realizar la suficiente “fuerza” como cumplir tal necesidad. Se trata de lo que en ciencias del suelo se denomina punto de marchitez permanente. Dicho de otro modo, cuando la salinidad del agua es superior al de los fluidos celulares, estás últimas se ven obligadas a consumir más energía de la que disponen para “beber” y tienden a marchitarse a pesar de que en el medio edáfico exista agua suficiente. Las plantas pueden adaptarse y sobrevivir a menudo en tales situaciones, pero en detrimento de ralentizar su crecimiento, por lo que disminuye el rendimiento de las cosechas, en gran medida.  ¿Lo entendéis? ¿No? Pues retornamos al curso on-line de Edafología de la Universidad de Granada de Carlos Dorronsoro y colaboradores. Tomaré prestado, eliminando y/o modificando parte del texto y referencias, ya que este es un post para los más jóvenes, no para los estudiantes universitarios con un cierto nivel de conocimientos edafológicos.

Balance energético. No obstante se trata de un punto de vista que no describe todos los efectos perjudiciales de la salinidad, debido a que en ocasiones las plantas no sufren estrés hídrico sino que disminuyen considerablemente su altura y biomasa, en 1961 un investigador llamado Bernstein propuso la teoría del ajuste osmótico. Den acuerdo a esta última, las células de las plantas, al aumentar la presión osmótica de la solución del suelo debido al exceso de salinidad, se ven obligadas a adaptarse fisiológicamente con vistas a poder seguir absorbiendo agua. Sin embargo, tan proceso requiere un consumo de energía que se produce a costa de reducir su crecimiento. Otro autor llamado Aceves propuso en 1979 una teoría denominada de la división y el crecimiento celular, en la cual la disminución del crecimiento se atribuye a que las sales afectan a la división celular, engrosando prematuramente sus paredes celulares, que de este modo limitan el crecimiento de las mismas de forma irreversible.

Salinidad y nutrición vegetal: un exceso de sales en el suelo afecta negativamente a la nutrición de las plantas mediante una serie determinada de procesos. En primer lugar las soluciones muy salinas elevan notablemente el pH del suelo y como corolario, como ya vimos en otro post, alteran la disponibilidad de nutrientes que pueden adquirir las plantas. Por otro lado, el exceso de ciertas sales ocasiona interacciones entre ciertos elementos químicos y o moléculas perjudiciales para las plantas. Esto es lo que sucede con los cloruros y nitratos y fosfatos, por ejemplo. Sin embargo, existen relaciones de sinergismo entre potasio e hierro y entre magnesio y fósforo. Ya comentamos, cuando hablamos de cationes, que el exceso de uno puede inducir a que la planta que no capte debidamente otros mediante mecanismos que no vamos a explicar aquí.  

Estructuras poligonales en superficie de suelos salinos

Obviamente, diferentes especies de cultivo poseen distintos niveles de tolerancia frente a la salinidad del suelo y estas diferencias son bien conocidas por los expertos (aunque no tanto sus mecanismos). Del mismo modo, la edad de los vegetales tiene una gran importancia. Las plantas maduras disponen de sistemas radiculares más densos, profusos y profundos, tolerando mejor la presencia de sales que las jóvenes en los que las que aquellos son más incipientes y frágiles, es decir, con menor capacidad de exploración del medio edáfico. Por último, los ambientes iónicos muy salinos pueden dañar las semillas al comenzar a germinar, secuestrándoles el agua de su interior hasta matarlas.

Algunos rasgos de salinidad del suelo

Como hemos comentado en el párrafo anterior, los mecanismos que inducen a que unas especies vegetales sean más tolerantes que otros a la salinidad, aun no se conocen con la precisión que desearíamos.  También se desconoce, en cierta medida, cómo las especies más tolerantes a la salinidad se defienden del efecto perjudicial del exceso de sales en el suelo.  De este modo, se han propuesto diversas hipótesis como la alteración de los balances idóneos del agua en las plantas, del intercambio de gases con la atmósfera (transpiración, fotosíntesis y respiración), de la absorción de iones, de la anatomía de la planta, de la regulación hormonal, etc. Por estas razones, resulta muy difícil cuantificar la respuesta a la salinidad, y más aún de extrapolar los resultados de una especie a otra, o de una condición a otra

Con vistas a evaluar el impacto de la salinidad de un suelo en relación con las producciones agrarias o pascícolas, resulta importante obtener una estimación de la cantidad de sales solubles. Reiteramos que éstas son indispensables para el desarrollo de la vegetación, pero que su exceso puede ser muy perjudicial para los cultivos. De este modo, una clasificación cuantitativa puede basarse en su abundancia, mostramos a continuación, a partir del material de la página Web de Alejandro Rodolfo Malpartida:

A – Suelos no salinos los que tengan menos de 2 mmhos/cm de conductividad y ningún efecto sobre el crecimiento de las plantas. Grado de salinidad bajo.

B – Suelos no salinos que tienen entre 2 y 4 mmhos/cm de conductividad y un leve efecto sobre el crecimiento de las plantas. Grado de salinidad leve.

C – Suelos salinos cuando tienen entre 4 y 8 mmhos/cm de conductividad, con disminución en el rendimiento de cutivos. Grado de salinidad alto.

D – Suelos salinos que tienen entre 8 y 16 mmhos/cm de conductividad, en este caso son pocos los cultivos que soportan tales condiciones. Grado de salinidad muy alto.

E – Suelos que tienen más de 16 mmhos/cm de salinidad, las restricciones para cultivos es más grande que ara el anterior. Grado de salinidad extremadamente alto.

Ante el estrés salino, las células dañadas responden enviando una señal al resto de la planta. Ante está, el organismo responde intentando adaptarse a nivel fisiológico. Se han propuesto tres mecanismos que pudieran servir para emitir tales señales: (i) desprendiendo agua a los tejidos (lisis celular); (ii) mediante la producción de ciertos compuestos bioquímicos y (iii) a través de señales eléctricas.

Para terminar, señalamos una consecuencia lógica de la naturaleza de los suelos salinos. Se trata del aspecto árido de la vegetación natural que crece sobre ellos. Las comunidades vegetales que crecen sobre estos suelos atesoran adaptaciones al estrés salinos y son denominadas biocenosis halófilas. Debido a que para un mismo volumen de agua, un suelo salino posee una cantidad menor asimilable que otro que no lo es, el aspecto del terreno y la vegetación son mucho más áridos de los que aparecen sobre otro tipos de suelos colindantes. Se trata pues de una aridez fisiológica, pero también paisajística.

Continuará………..     

Juan José Ibáñez