¿Qué es la Fertilidad del Suelo?: Fertilidad Física, Química y Biológica

Como corresponde a un material de educación y divulgación, en este post procuraré definir algunos conceptos relacionados con la fertilidad de los suelos y su manejo. Estos materiales de carácter más general servirán como marco conceptual para futuros posteos en temas específicos dentro del campo de conocimiento de la fertilidad de suelos y manejo de nutrientes. El material es de divulgación general, y por ende no esta destinado a expertos.  

 

 

 

Por Mattín Torres Duggan

 

 

Cuando se habla de “fertilidad” de un suelo se aborda el recurso edáfico desde la perspectiva de la producción de cultivos. Así, la fertilidad de un suelo es la capacidad que tiene el mismo de sostener la del crecimiento de los cultivos o ganado. Esta es una definición agronómica. En definiciones más modernas se incluye la rentabilidad y la sustentabilidad de los agro-ecosistemas. Muchas veces se divide a la fertilidad en “química”, “física” y “biológica” para su abordaje particular, pero muchas veces resulta complicado separarlas. La fertilidad química se refiere a la capacidad que tiene el suelo de proveer nutrientes esenciales a los cultivos (aquellos que de faltar determinan reducciones en el crecimiento y/o desarrollo del cultivo). En este sentido se evalúa la disponibilidad de nutrientes en el suelo a través de análisis de suelos y/o plantas a través de un proceso de diagnóstico y posteriormente se definen estrategias de fertilización (este punto seguramente será tema de futuros posteos). La “fertilidad física” esta relacionada con la capacidad del suelo de brindar condiciones estructurales adecuadas para el sostén y crecimiento de los cultivos. Aspectos como la estructura, espacio poroso, retención hídrica, densidad aparente, resistencia a la penetración, entre otras, son algunas de las variables que se analizan en estudios de fertilidad física de suelos. La “fertilidad biológica” se vincula con los procesos biológicos del suelo, relacionados con sus organismos, en todas sus formas. Los organismos del suelo son imprescindibles para sostener diversos procesos del suelo. Posiblemente sea el área de conocimiento edafológico menos desarrollada, pero con algunos avances interesantes en los últimos años en lo que se refiere a estudios enzimáticos (bioquímica de suelos) y ecología microbiana de suelos.

 

Si bien resulta muy sencillo clasificar la fertilidad de un suelo en diferentes clases, es evidente que en el suelo los procesos ocurren en forma multivariada y compleja, y hay numerosos ejemplos en donde un tipo de problemática de fertilidad puede interactuar con otra.  Algunos ejemplos:  

 

Ø       Un incremento en la densidad aparente (densificación) o de la dureza (resistencia a la penetración) producto de una capa compactada en el suelo constituye un clásico ejemplo de limitación de fertilidad física. Sin embargo, una menor exploración radicular por parte de los cultivos generados por la impedancia mecánica determina al mismo tiempo una reducción en el acceso a nutrientes (sobre todos aquellos de menor movilidad edáfica, como el fósforo o los micronutrientes metálicos).

 

Ø       Un proceso de deterioro fisico-químico como la salinización y sodificación de suelos afecta la actividad biológica del medio edáfico (menor actividad por ejemplo de nitrificadores) alternando los ciclos biogeoquímicos y en general la actividad biológica.

 

 

 ¿Cuáles son las principales limitantes de fertilidad y las prácticas usuales de manejo?

 

Las principales problemáticas de fertilidad de los suelos son:  

 

Ø       Disponibilidad de nutrientes

 

Ø       Salinidad y alcalinidad.

 

Ø       Hidromorfismo

 

Ø       Acidez o alcalinidad (limitaciones en reacción del suelo).

 

Ø       Limitaciones físicas

 

Evidentemente los suelos que presentan erosión actual, ya sea como consecuencia de la erosión eólica  o hídrica, también constituyen limitaciones de fertilidad edáfica muy relevante, que no profundizaremos en este posteo, clasificándolos general como procesos de degradación.

 

Como observamos en la tabla 1, las limitaciones de fertilidad edáfica presentan diferentes grados de reversibilidad-irreversibilidad, siendo posible manejarlas a través de diferentes prácticas de manejo.

 

 

Irreversibles o reversibles

con mucha dificultad

Reversibles

 

Salinidad                                

 

Disponibilidad de nutrientes

Hidromorfismo

Presencia de costras         

 

Profundidad efectiva

 

Pisos de arado

 

Textura                                    

 

Acidez

Tabla 1. Reversibilidad de las limitaciones edáficas.

Algunos ejemplos (Rubio y col. 2005).

 

¿Cómo es posible intervenir agronómicamente para remediar o manejar las limitaciones reversibles?

 

En posteos recientes en este blog se caracterizaron los suelos salinos y sódicos a través de sistemas de drenaje y aplicación de correctores químicos. Se puede consultar esos post (pinchando aquí) con vistas a profundizar en el tema, aunque se añadirá más material en las próximas semanas.

 

Disponibilidad de nutrientes y reacción del suelo

 

Por el contrario, modificar la disponibilidad de nutrientes es relativamente sencillo a través el uso de fertilizantes y también a través de la labranza (disponibilidad de nitratos, típicamente). En Argentina el sistema predominante de manejo de cultivos es la siembra directa (alrededor del 70% según información de AAPRESID), pero en muchos países del mundo (como es el caso de Europa, entre otros) predominan los agroecosistemas con labranza, que permiten básicamente controlar malezas y la disponibilidad de agua y nutrientes (“barbechos”). Sobre ciclos de los nutrientes y fertilización seguramente escribiremos en un futuro (al ser más mi especialidad), por lo cual no avanzaremos demasiado en este post.

 

La “reacción” del suelo (ya sea acidez o alcalinidad) es posible modificarla (con variada complejidad según el tipo de suelo y causas que determinan sus limitaciones) a través del uso de enmiendas o correctores. Típicamente en suelos ácidos genéticamente (Oxisoles, Ultisoles, etc.) o acidificados por el uso agrícola (e.g. pérdida de bases de cambio por exportación de nutrientes de cultivos, elevadas dosis de aplicación de fertilizantes amoniacales o formadores de amonio, etc.) se utilizan enmiendas cálcicas y cálcico magnésicas como calcita y dolomita, de reacción alcalina en el suelo, y que además resultan efectivas para proveer Ca y Mg a los cultivos. En suelos sódicos, el manejo no siempre es sencillo, y si el suelo presenta cierto grado de drenaje interno (percolación), es posible reemplazar (por lo menos en parte) el sodio presente en el complejo de cambio a través del uso de yeso agrícola (Ca SO4 2 H2O), por cuento tiene reacción una neutra y permite que parte del sodio adsorbido en las arcillas sea reemplazado por el calcio del yeso. El sodio presente en el complejo de cambio pasa a la solución del suelo, en donde puede ser lixiviado (lavado) en forma de sulfato de sodio. El uso de yeso en dosis elevadas (entre 3 y 8 ton/ha) dependiendo del grado de sodicidad, textura, etc. tiene un efecto doble: por un lado, flocula (precipita) el sistema coloidal edáfico, estructurando el suelo e incrementando su infiltración y percolación y por otro lado, como se comentó, va reaccionando y efectuando el proceso de intercambio iónico mencionado a nivel del complejo adsorbente del suelo. También el yeso agrícola se lo utiliza en suelos tropicales como en el “cerrado” brasilero, en donde se aplican simultáneamente yeso y calcita como mejoradotes de la estructura, permitiendo el calcio del yeso neutralizar el aluminio soluble en estratos subsuperficiales.

 

Limitaciones físicas

 

Existen diversos tipos de limitaciones en la fertilidad física. La más frecuente es la compactación o densificación. Dentro de este “rubro” las problemáticas mas relevantes son los procesos de compactación subsuperficial debido a la labranza (“pisos de arado”, “pisos de disco”) que actualmente se observan aún en suelos bajo SD, como relictos de la antigua labranza convencional. Lo recomendado en la literatura especializada en manejo de suelos en siembra directa (SD), sobre todo en estudios efectuados en Brasil, indican que cuando se ingresa en un sistema de manejo en SD, de deben eliminar capas endurecidas o desnificaciones previas, práctica poco considerada. Al objeto e eliminar estas capas compactadas es posible utilizar diferentes tipos de equipos como los subsoladores.

 

En suelos muy limosos (fundamentalmente con limos finos y muy finos) ubicados en la Pampa Ondulada argentina se han encontrado procesos de compactación superficial en suelos bajo SD. Si bien la investigación aún es escasa, se han podido comparar suelos de textura franco-arcillo-limosas respecto a los suelos francos. Los suelos limosos de dicha región presentan mayor vulnerabilidad a sufrir procesos de compactación por tránsito vehicular (siembra, cosecha, etc.). Investigaciones de campo permiten observar laminación de la estructura y desarrollo de poros horizontales, que reducen la infiltración de agua e incrementan la resistencia a la penetración (figuras 1 y 2). Las mismas pueden ser mejoradas a través del uso de herramientas descompactadores como el “para til”, “cultivie”, etc. Estos escarificadores de labranza profunda realizan un “masajeo”, con rotura lateral de agregados, para lo cual se debe pasar en una condición de suelo relativamente seco. Muchas veces no se observan en estos suelos compactados correlaciones claras entre respuesta en rendimiento del maíz a la descompactación y variables edáficas como la densidad aparente. Más sensible parece ser la infiltración (a través del método rápido del USDA) y la resistencia a la penetración, que son variables que permiten separar bien los lotes compactados de los descompactados.

 

Seguiremos ampliando y profundizando sobre estos temas en futuros post

 

 

 

Figura 1. Evaluación de infiltración en un suelo en siembra directa que presenta estructura laminar (“laminación”) en el horizonte superficial, con bajos ritmos de infiltración. Imagen propia, ensayos de evaluación de descompactación mecánica con escarificadores y su influencia en propiedades físicas edáficas en suelos de Pampa Ondulada, Argentina. En maíz, para un año de evaluación, se observaron mayores ritmos de infiltración (p<0,08) en los tratamientos descompactados respecto de los lotes bajo siembra directa sin descompactar (C. Alvarez, M. Torres Duggan, E. Chamorro, D. Dambrosio, M. Tabeada). Material inédito que será presentado en el Congreso Argentino de la Ciencia del Suelo en San Luis, Argentina, en mayo de 2008.

     

 

 

 

Figura 2. Perfil de resistencia a la penetración en lotes de producción (ensayos de macroparcelas, con diseño apareado) descompactados con escarificadores a una profundidad de entre 20 y 35 cm y en mismo lote sin uso de descompactadores mecánicos (testigo). En suelos compactados, el uso de estas herramientas permite reducir significativamente los valores de dureza del suelo a otros más adecuados para el crecimiento radicular. Material inédito que será presentado en el Congreso Argentino de la Ciencia del Suelo en San Luis, Argentina, en mayo de 2008.  

 

 

 

Figura 3. Cuantificación de la resistencia a la penetración (RP) a través de un equipo digital, en un suelo de Pampa Ondulada (Argentina) en un cultivo de recientemente emergido. El maíz padece una reducción del 50% e su crecimiento radicular, con niveles de RP superiores a 1500 Kpa, pudiéndose detener con niveles superiores a 3000 Kpa.

 

Martín Torres Duggan     

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Comentarios

Excelente tu descripcion desde un punto de vista basico.

El estudio del suelo requiere una base quimica solida; ya que estamos describiendo las fases solidas y liquidas en equilibrio de de este sistema (aunque no se excluye la gaseosa). Otro aspecto es el componente organico (materia organica) en el que tenemos que agarrarnos de la Q. Organica y Bioquimica. Claro que en todos los procesos necesitamos la microbilologia.

Personalmente quisiera recibir informacion sobre educacion en linea a nivel avanzado sobre suelos aplicando la biotecnologia y porque no la nanociencia.

Este articulo es un gran aporte para agronomos, ecologos de suelos, biotecnologos y logicamente para mis colegas quimicos de suelos.

perdon, se me olvido el area de la fisica de suelos en donde logicamente el aspecto fisicoquimico de soluciones en equilibrio, adsorcion, sorciones y equilibrios liquido-gas y otros entran en juego.

Mi interes es tomar cursos, pasantias( sabaticas) en suelos en donde se aplique la biotecnologia.

Estimado Carlos:

Muchas gracias por tus palabras respecto del posteo. Evidentemente el conocimiento de la estructura y funcionamiento de las sustancias orgánicas del suelo representa un pilar fundamental, considerando que estas sustancias gobiernan la base del funcionamiento del suelo y tiene gran influencia en todos los tipos de fertilidad. En los últimos tiempos se avanzó bastante en bioquímica de suelos y genómica de suelos. Hay buena bibliografía nueva al respecto. Si buscas en Amazon (sitio de internet), en la parte de libros, hay varios libros de microbiología y bioquímica de suelos, varios de los cuales dedican un buen espacio a las aplicaciones de la biotecnología y la bioquímica a los suelos. No obstante este avance y lo dice alguien que no se especializa en esas áreas, me parece que gran parte del avance se concentra mucho en estudios de laboratorio, utilizando equipamientos y tecnologías biotecnológicas muy nuevas, pero en algunos casos se evidencia cierto alejamiento de las bases biológicas del suelo, se toma el suelo como un sustrato más y se aplican todas las "corridas analíticas del laboratorio". Así, no siempre se observa aportes integrales y concretos al conocimiento de la biologia del suelo. Hay vacios muy relevantes por ejemplo en conocer el tipo de organismos que viven en el suelo, cómo lo hacen, etc. Se conoce muy poco de la cantidad y funcionamiento microbinano. No conozco su profesión, pero si le interesa información avanzada de estos temas, deberá hacer una búsqueda bibliográfica intensa, ya que hay buenas publicaciones científicas en estos campos de la ciencia en revistas relacionadas con los suelos y seguramente buenos cursos. Seguramente Juan Jose Ibanez, podrá ayudarlo en ese sentido, por ser Biólogo de suelos.

Saludos, Martín

Hola carlos y martín,

Martín no te precipites. Yo abandoné la biología del suelo hace 20 años y por áquel entonces lo de la biotecnología era casi ciencia ficción. En Internet se encuentran muchas cosas. Pero personalmente de biotecnología no se casi nada. Eso sí de enzimología y bioquímica sabe bastante Salvador González Carcedo, lo cual implica que tampoco haga biotecnología, que yo sepa (ahora seber sabrá más). Te animo a buscar en la Web en ingés, ya que los científicos hispanoparlantes, inluidos los españoles son aun somos perezosos a la hora de poner contenidos en la Web.

Aaca be abrir otro blog en este sistema de blogs Cesar Nombela, un microbiólogo del suelo internacionalmente reconocido (ex Presidente del Consejo Superior de Investigaciones Científicas de España), pero su blog Versa sobre "Ciencia y Consciencia" y no sé si atenderá estos temas. El mismo acaba de editar un libro en inglés sobre los temas que nos preguntas

Saludos Cordiales

Juanjo Ibáñez

Gracias Juanjo por el aporte.

Un abrazo, Martín

La fertilidad del suelo son las actuaciones de los medios abioticos y bioticos que despues de interrelacionarse forman el suelo de la superficie terrestre.

Me parecio muy interesante la exposicion de algunos conceptos clasicos de suelos, en especial lo relacionado con la Fertilidad de Suelos, actualmente soy Profesor en el area de suelos en la Universidad de los Andes, Trujillo, Venezuela y dicto las clases de Fertilidad de Suelos en las Carreras de Tecnicos Superior Agricola, Ingenieria Agricola e Ingnieria de la Produccion de Agroecosistemas.

es muy interesante lo que nos brindas atraves de este espacio que es el internet ; felicitaciones por lo que heces porque ademas es un tema interesantes para nosotros como profesionales. de esta hermosa carrera que es la de agronomia. seria bueno que sigas con lo que estas haciendo. te pido un favor que pongas temas que abarque un poco mas sobre proteccion del medio ambiente y la manera de la disponibilidad de nuestros recursos. el saber aprovechar eficientemente ,concientemente de nuestro recursos. gracias

Una reflexión de la definición de fertilidad de suelos

Uno de los aspectos del desarrollo de una rama científica es prestarse un término para explicar o definir un fenómeno. Es el caso de la ciencia del suelo, donde se presta el término de fertilidad (que originalmente se entendía como la capacidad de un animal, planta o terreno de producir o sustentar una progenie numerosa) para explicar inicialmente la capacidad de suministrar nutrientes, por que se quería justificar la ley de la restitución, de tal manera poder vender los fertilizantes químicos cuyo uso indiscriminado contribuyeron la crisis ambiental y con ello posiblemente la extinción de la raza humana como especie. Además se definió como sostén de las plantas, aspecto que determino el uso del suelo como un sustrato o un medio que podía utilizarlos o no para la producción de los cultivos dando origen a los cultivos hidropónicos.

Cuando se abordo en términos de rentabilidad el problema se agrava por que muchos de los suelos al ser considerados como infértiles tienden a usarse como basureros o inservibles conocidos como suelos degradados. Por otro lado hablar de sostenibilidad implica que el suelo tiene que ser productivo de ser posible para toda la vida. Sin embargo, la realidad nos muestra lo contrario para ello basta recordar lo ocurrido en la cultura egipcia donde gracias las inundaciones del río Nilo se obtenía grades cantidades de alimentos y hoy es un desierto. De igual manera la creciente desertificación de nuestras tierras nos demuestra que todo tiene su curso donde nacemos y luego morimos pero no para cancelar la vida sino para originar otra vida. Por lo tanto considero que la definición de fertilidad en términos de sostén de las plantas, suministrar nutrientes, rentabilidad y sostenibilidad corresponde a una forma de ver al suelo y me parece que esta impregnado la concepción de ver a mundo como una máquina y por ende ver al suelo como tal.

Y si hoy, la preocupación es incrementar la biodiversidad, la definición de fertilidad desde el punto de vista señalada tiende a ser reduccionista de la biodiversidad por que nuevamente entraremos a la separación de suelos fértiles e infértiles. Y con esta apreciación el hombre no permite que se rieguen los suelos infértiles por que dejaron de ser productivos de alimentos para el hombre. Sin embargo, estos suelos considerados infértiles para el hombre suelen ser muy fértiles para otras especies sean estos animales o plantas ya que albergan gran cantidad de vida que no están consideradas en la actividad económica del hombre y que suelen de ser de mucha importancia para la vida de la tierra Así por ejemplo En Tingo María, ciudad de la amazonía del Perú, en los suelos degradados considerados infértiles para la actividad económica del hombre, sin que nadie siembre, no abonan, no riegan, no hay control de enfermedades y plagas crecen la macorrilla o shapumba y otras especies de fauna y flora. Si les preguntamos a estas especies sobre la fertilidad del suelo seguramente que ellas contestarán que se trata de suelos muy fértiles lo que para la apreciación del hombre desde el punto de vista económico es infértil. De la reflexión planteada antes de entrar definir la fertilidad del suelo primero se tendría que conversar como vemos al suelo, es decir se tiene que aclarar la forma de ver al suelo, si lo vemos como una máquina entonces las definiciones planteadas por Mattin es muy pertinente, pero si vemos al suelo como una persona la definición de Mattin es impertinente porque para mi todas las personas capacitadas o discapacitadas merecen ser consideradas como personas sean fértiles o no tienen derecho de vivir sin marginación alguna. Por eso entiendo que la fertilidad del suelo debe ser considerada como la capacidad de dar y albergar más vida.

hola…soy estudiante de la U de cordoba en el departamento de cordoba-colombia.

me parecio excelente q este tipo de informnacioin este al alcance de nosotros..y me gustaria poder tener acceso a q me puedan mandar algunos articulos o textos sobre el suelo..pues creo que es una herramienta vital dentro del proceso agronomico…. gracias

juan esteban lopez viloria.

gracias a ustedes aprobe la materia de c.c muchisimas gracias me cirveron de mucho

hola soy estudiante de la carrera de ing agronomica de la UNA de Paraguay.. y es excelente las informaciones que pasan aqui.. de veras me esta ayudando y mucho a ampliar mas mis conocimientos.. jeje Gracias a todos por aportar su granito de arena aqui.. besos

Que aparato sirver para hacer analisis de tierra… Son caros….

cueles son los planes de fertilizaciòn a nivel general en

los cultivos

y los procesos de fertilizaciòn

Estamos de acuerdo en la información y experiencia aportada en esta sección, amplia mis conocimientos y toda resulta interesante y apropiada para acrecentar mi experiencia. Gracias.

Agr. Jorge Samayoa

A todos los que hemos estado en esta via, necesito si alguien pudiera explicarme en que consiste la sodificación y la salinización? les agradeceria si lo explicasen. Gracias a todos y saludos.

Jorge ya estan explicados en otros post. Mira en una "Categoría" a la derecha del monitor hacia abajo que pone "Degradación de Suelos: Salinización y Acidificación" hay bastantes post sobre el tema.

saludos cordiales

Juanjo Ibáñez

necesito saber como realizar un estudio fisico y quimico de suelo y necesito saber como empesar.

soy un trbajador de cultivos esta bASTANTE BIEN LA INFORMACION LO QUIERO SABER ES SABER CUANDO TENGO QUE PONER CALIDRA A LA TIERRA PORFAVOR COMENTA UN POCO EN EL CORREO QUE YO ENVIE GRACIAS

espero su pronta respuesta

meparese mui detallado esto pero megustaria que ubiera un pequeño resumen mucho mas cortico para poder aprender mejor y poder entenderlo mejor.

me gustaria saber como se pueden mejorar los suelos arcillosos, o q plantas puedo sembrar para corregir , q permitan mas aireacion

interesante

la fertilidad del suelo es la capacidad que tiene este de ofrecerle nutrientes a cultivos que se siembren donde esta ese terreno.

como conseguir el libro

José Luis ¿a que libro te refieres?.

Juanjo Ibáñez

Que tal.
Bueno pues,
es muy buena informacion sobre la fertilidad de los suelos, un muy buen trabajo. Soy un joven universitario que apenas comienza, a mi me interesa mucho ese tema, solo que yo quiero trabajar con microorganismos(biotecnologia) para producir nutrientes y/o compuestos para suelos infertiles.
Les pediria un favor, no podrian darme algunos “tips” sobre la involucracion de la biotecnologia en este tema.
Les mando un gran saludo y les agradeceria una respuesta.
Hasta luego.

Hola. Necesito saber si es útil fertilizar suelos con las peñas de los piures. La verdad es que vivo al sur de chile y este es un recurso muy ostentoso pero no se ha dado el uso de este producto en forma comercial ya que muchos consideran que es un desecho. Sin embargo muchas personas lo utilizan sobretodo para siembras de papas dando muy buenos resultados. Agradecería una mano con éste dato.
De antemano, gracias.

Estimado Luis, me temo que las características de “las peñas de los piures” es un conocimiento local. En lo particular manifiesto mi crasa ignorancia. Si revisas literatura nacional en la red, probablemente tengan información.

Hola soy estudiante de agronomia y ando buscando este tipo de informacion ya que estoy preparando la materia fertilidad de suelos, quizas Martín tengas este mismo articulo un poco mas completo, te agradeceria si podria acceder a el!
Saludos

hola soy tecnologa en administracion de empresas agropecuarias y te quiero dar las gracias por compartirnos esta informacion

hola. gracias por compartir tus ideas, la cual me fueron muy utiles, soy un estudiante de agroecologia de la universidad intercultural maya.

[...] que los producidos por métodos tradicionales. Este tipo de cultivo favorece la preservación de la fertilidad de los suelos, garantiza la rotación de cultivos, una menor contaminación de los recursos naturales y del medio [...]

todas las preguntas de esta pajina son mui importantes para los estudiantes de agroecolgia

Soy estudiante de Agropecuaria y estoy preparando un tema de consulta,estuvo muy interesante esta información, ha sido muy útil. !Gracias!

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