La terra preta ( pronunciación portuguesa: [ˈtɛʁɐ ˈpɾetɐ] , literalmente "tierra negra" en portugués ) es un tipo de suelo antropogénico ( antrosol ) muy oscuro y fértil que se encuentra en la cuenca del Amazonas . También se conoce como "tierra oscura amazónica" o "tierra negra india" . En portugués su nombre completo es terra preta do índio o terra preta de índio ("tierra negra del indio ", "tierra negra de los indios"). La terra mulata (" tierra mulata ") es de color más claro o pardusco. [1]
La terra preta debe su característico color negro a su contenido de carbón erosionado, [2] y se obtuvo agregando una mezcla de carbón, huesos, cerámica rota, abono y estiércol al suelo amazónico de baja fertilidad. Producto de la gestión indígena del suelo amazónico y de la agricultura de tala y quema , [3] el carbón es estable y permanece en el suelo durante miles de años, uniendo y reteniendo minerales y nutrientes. [4] [5]
La terra preta se caracteriza por la presencia de residuos de carbón de baja temperatura en altas concentraciones; [2] de grandes cantidades de pequeños fragmentos de cerámica ; de materia orgánica como residuos vegetales, heces animales , huesos de pescado y animales y otros materiales; y de nutrientes como nitrógeno , fósforo , calcio , zinc y manganeso . [6] Los suelos fértiles como la terra preta muestran altos niveles de actividades microorgánicas y otras características específicas dentro de ecosistemas particulares .
Las zonas de terra preta están generalmente rodeadas de terra comum ( [ˈtɛʁɐ koˈmũ, ku-] ), o "suelo común"; estos son suelos infértiles, principalmente acrisoles , [6] pero también ferralsoles y arenosoles . [7] Los suelos arables deforestados en la Amazonía son productivos por un corto período de tiempo antes de que sus nutrientes sean consumidos o lixiviados por la lluvia o las inundaciones. Esto obliga a los agricultores a migrar a un área no quemada y limpiarla (mediante fuego). [8] [9] La terra preta es menos propensa a la lixiviación de nutrientes debido a su alta concentración de carbón, vida microbiana y materia orgánica. La combinación acumula nutrientes, minerales y microorganismos y resiste la lixiviación.
Los suelos de terra preta fueron creados por comunidades agrícolas entre el 450 a. C. y el 950 d. C. [10] [11] [12] La profundidad del suelo puede alcanzar los 2 metros (6,6 pies). Se informa que se regenera a un ritmo de 1 centímetro (0,4 pulgadas) por año. [13]
Los orígenes de las tierras oscuras amazónicas no fueron inmediatamente claros para los colonizadores posteriores. Una idea era que eran el resultado de la caída de cenizas de los volcanes de los Andes , ya que se producen con mayor frecuencia en las cimas de las terrazas más altas. Otra teoría consideraba que su formación era el resultado de la sedimentación en lagos terciarios o en estanques recientes. [ cita requerida ]
Los suelos con un elevado contenido de carbón y una presencia común de restos de cerámica pueden acumularse accidentalmente cerca de las viviendas a medida que se acumulan residuos de la preparación de alimentos, fuegos para cocinar, huesos de animales y peces , cerámica rota, etc. Ahora se cree que muchas estructuras de suelo de terra preta se formaron debajo de los basureros de la cocina , además de haber sido fabricadas intencionalmente en escalas mayores. [14] [15] Las áreas cultivadas alrededor de las áreas habitadas se conocen como terra mulata . Los suelos de terra mulata son más fértiles que los suelos circundantes pero menos fértiles que los de terra preta , y lo más probable es que se hayan mejorado intencionalmente utilizando carbón. [ cita requerida ]
Este tipo de suelo apareció entre 450 a. C. y 950 d. C. en sitios de toda la cuenca del Amazonas . [12] Investigaciones recientes han informado que la terra preta puede ser de origen natural, lo que sugiere que los pueblos precolombinos utilizaron y mejoraron intencionalmente las áreas existentes de fertilidad del suelo dispersas entre áreas de menor fertilidad. [16]
Los amazónicos formaron formaciones sociales complejas y de gran escala, incluyendo cacicazgos (particularmente en las regiones interfluviales) e incluso grandes pueblos y ciudades. [17] Por ejemplo, la cultura de la isla de Marajó puede haber desarrollado una estratificación social y sustentado una población de 100.000 personas. Los amazónicos pueden haber utilizado terra preta para hacer que la tierra fuera adecuada para la agricultura a gran escala. [18]
El explorador español Francisco de Orellana fue el primer europeo en atravesar el río Amazonas en el siglo XVI. Informó de regiones densamente pobladas que se extendían cientos de kilómetros a lo largo del río, lo que sugiere niveles de población superiores incluso a los de la actualidad. Orellana puede haber exagerado el nivel de desarrollo, aunque eso es discutido. La evidencia para apoyar su afirmación proviene del descubrimiento de geoglifos que datan entre 0 y 1250 d. C. y de terra preta . [19] [20] Más allá de los geoglifos, estas poblaciones no dejaron monumentos duraderos, posiblemente porque construyeron con madera, que se habría podrido en el clima húmedo, ya que la piedra no estaba disponible. [ cita requerida ]
Sea cual fuere su extensión, esta civilización desapareció tras el colapso demográfico de los siglos XVI y XVII, debido a enfermedades introducidas por los europeos, como la viruela [20] y las incursiones esclavistas de los bandeirantes . [21] Los agrarios sedentarios volvieron a convertirse en nómadas, aunque conservaban tradiciones específicas de sus antepasados sedentarios. Sus descendientes seminómadas se distinguen entre las sociedades indígenas tribales por una aristocracia hereditaria, aunque sin tierras , una anomalía histórica para una sociedad sin una cultura agraria sedentaria. [ cita requerida ]
Además, muchos pueblos indígenas se adaptaron a un estilo de vida más móvil para escapar del colonialismo . Esto podría haber hecho que los beneficios de la terra preta , como su capacidad de autorrenovación, fueran menos atractivos: los agricultores no habrían podido cultivar el suelo renovado a medida que migraban. La agricultura de tala y quema puede haber sido una adaptación a estas condiciones. Durante 350 años después de la llegada de los europeos, la parte portuguesa de la cuenca permaneció descuidada. [ cita requerida ]
Los suelos de terra preta se encuentran principalmente en la Amazonia brasileña , donde Sombroek et al. [22] estiman que cubren al menos el 0,1-0,3%, o 6.300 a 18.900 kilómetros cuadrados (2.400 a 7.300 millas cuadradas) de la Amazonia de bosques bajos; [1] pero otros estiman esta superficie en el 10,0% o más (el doble del área de Gran Bretaña ). [13] [23] Recientes predicciones basadas en modelos sugieren que la extensión de los suelos de terra preta puede ser del 3,2% del bosque. [24]
La terra preta existe en pequeñas parcelas con un promedio de 20 hectáreas (49 acres), pero también se han reportado áreas de casi 360 hectáreas (890 acres). Se encuentran en diversas situaciones climáticas, geológicas y topográficas . [1] Su distribución sigue los principales cursos de agua, desde la Amazonia oriental hasta la cuenca central, [25] o se ubican en sitios interfluviales (principalmente de forma circular o lenticular) y de un tamaño más pequeño, con un promedio de unas 1,4 hectáreas (3,5 acres) (ver mapa de distribución de sitios de terra preta en la cuenca amazónica). [26] Las extensiones de bosque tropical entre las sabanas podrían ser principalmente antropogénicas, una noción con implicaciones dramáticas a nivel mundial para la agricultura y la conservación . [27]
También se conocen sitios de terra preta en los Llanos de Moxos de Bolivia, Ecuador , Perú y Guayana Francesa , [28] [29] y en el continente africano en Benín , Liberia y las sabanas sudafricanas . [6]
En el sistema internacional de clasificación de suelos World Reference Base for Soil Resources (WRB) la Terra preta se denomina Antrosol Prético . El suelo original más común antes de transformarse en terra preta es el Ferralsol . La Terra preta tiene un contenido de carbono que va de alto a muy alto (más del 13–14% de materia orgánica) en su horizonte A, pero sin características hidromórficas. [30] La Terra preta presenta variantes importantes. Por ejemplo, los jardines cercanos a las viviendas recibieron más nutrientes que los campos más alejados. [31] Las variaciones en las tierras oscuras amazónicas impiden determinar claramente si todas ellas fueron creadas intencionalmente para mejorar el suelo o si las variantes más claras son un subproducto de la habitación. [ cita requerida ]
La capacidad de la terra preta de aumentar su propio volumen (y así secuestrar más carbono) fue documentada por primera vez por el pedólogo William I. Woods de la Universidad de Kansas. [13] Este sigue siendo el misterio central de la terra preta. [ cita requerida ]
Los procesos responsables de la formación de suelos de terra preta son: [7]
La transformación de biomasa en carbón produce una serie de derivados del carbón conocidos como carbón pirogénico o negro , cuya composición varía desde materia orgánica ligeramente carbonizada, hasta partículas de hollín ricas en grafito formadas por recomposición de radicales libres . [32] [33] Todo tipo de materiales carbonizados se denominan carbón vegetal. Por convención, se considera carbón vegetal a cualquier materia orgánica natural transformada térmicamente o por una reacción de deshidratación con una relación oxígeno/carbono (O/C) menor de 60; [32] se han sugerido valores menores. [34] Debido a las posibles interacciones con minerales y materia orgánica del suelo, es casi imposible identificar el carbón vegetal determinando solo la proporción de O/C. El porcentaje de hidrógeno/carbono [35] o marcadores moleculares como el ácido bencenopolicarboxílico, [36] se utilizan como segundo nivel de identificación. [7]
Los indígenas añadieron carbón de baja temperatura a los suelos pobres. Se ha medido hasta un 9% de carbono negro en algunas terra preta (frente al 0,5% en los suelos circundantes). [37] Otras mediciones encontraron niveles de carbono 70 veces superiores a los de los ferralsoles circundantes , [7] con valores promedio aproximados de 50 Mg/ha/m. [38]
La estructura química del carbón vegetal en suelos de terra preta se caracteriza por grupos aromáticos policondensados que proporcionan una estabilidad biológica y química prolongada frente a la degradación microbiana; también proporciona, después de una oxidación parcial, la mayor retención de nutrientes. [7] [38] El carbón vegetal de baja temperatura (pero no el de pastos o materiales con alto contenido de celulosa ) tiene una capa interna de condensados biológicos de petróleo que las bacterias consumen, y es similar a la celulosa en sus efectos sobre el crecimiento microbiano. [39] La carbonización a alta temperatura consume esa capa y aporta poco aumento en la fertilidad del suelo. [13] La formación de estructuras aromáticas condensadas depende del método de fabricación del carbón vegetal. [36] [40] [41] La oxidación lenta del carbón vegetal crea grupos carboxílicos ; estos aumentan la capacidad de intercambio catiónico del suelo. [42] [43] El núcleo de partículas de carbono negro producidas por la biomasa sigue siendo aromático incluso después de miles de años y presenta las características espectrales del carbón vegetal fresco. Alrededor de ese núcleo y en la superficie de las partículas de carbono negro hay mayores proporciones de formas de carbonos carboxílicos y fenólicos espacial y estructuralmente distintos del núcleo de la partícula. El análisis de los grupos de moléculas proporciona evidencias tanto de la oxidación de la propia partícula de carbono negro como de la adsorción de carbono no negro. [44]
Este carbón es, por tanto, decisivo para la sostenibilidad de la terra preta . [42] [45] La modificación del ferralsol con carbón de madera aumenta considerablemente la productividad. [25] A nivel mundial, las tierras agrícolas han perdido en promedio el 50% de su carbono debido al cultivo intensivo y otros daños de origen humano. [13]
El carbón vegetal fresco debe estar "cargado" antes de que pueda funcionar como biotopo . [46] Varios experimentos demuestran que el carbón vegetal sin carga puede provocar un agotamiento temporal de los nutrientes disponibles cuando se coloca por primera vez en el suelo, es decir, hasta que sus poros se llenan de nutrientes. Esto se soluciona remojando el carbón vegetal durante dos a cuatro semanas en cualquier nutriente líquido (orina, té de plantas, té de lombrices, etc.). [47]
La porosidad del carbón permite una mejor retención de la materia orgánica, del agua y de los nutrientes disueltos, [42] [48] así como de contaminantes como pesticidas e hidrocarburos policíclicos aromáticos. [49]
El alto potencial de absorción de moléculas orgánicas (y de agua) del carbón se debe a su estructura porosa. [7] La alta concentración de carbón de la terra preta mantiene una alta concentración de materia orgánica (en promedio tres veces más que en los suelos pobres circundantes), [7] [38] [43] [50] hasta 150 g/kg. [25] La materia orgánica se puede encontrar a 1 o 2 metros (3 pies 3 pulgadas a 6 pies 7 pulgadas) de profundidad. [30]
Bechtold propone utilizar terra preta para suelos que muestran, a 50 centímetros (20 pulgadas) de profundidad, una proporción mínima de materia orgánica superior al 2,0-2,5%. La acumulación de materia orgánica en suelos tropicales húmedos es una paradoja, debido a las condiciones óptimas para la degradación de la materia orgánica. [38] Es notable que los antrosoles se regeneren a pesar de la prevalencia de estas condiciones tropicales y sus rápidas tasas de mineralización. [25] La estabilidad de la materia orgánica se debe principalmente a que la biomasa solo se consume parcialmente. [38]
Los suelos de terra preta también muestran mayores cantidades de nutrientes y una mejor retención de estos nutrientes que los suelos infértiles circundantes. [38] La proporción de P alcanza 200–400 mg/kg. [51] La cantidad de N también es mayor en el antrosol, pero ese nutriente está inmovilizado debido a la alta proporción de C sobre N en el suelo. [25]
La disponibilidad de P , Ca , Mn y Zn en el antrosol es mayor que en el ferrasol. La absorción de P, K , Ca, Zn y Cu por las plantas aumenta cuando aumenta la cantidad de carbón vegetal disponible. La producción de biomasa para dos cultivos ( arroz y Vigna unguiculata ) aumentó entre un 38 y un 45 % sin fertilización ( P < 0,05), en comparación con los cultivos en ferralsol fertilizado. [25]
La modificación con trozos de carbón de aproximadamente 20 milímetros (0,79 pulgadas) de diámetro, en lugar de carbón molido, no modificó los resultados, excepto para el manganeso (Mn) , cuya absorción aumentó considerablemente. [25]
La lixiviación de nutrientes es mínima en este antrosol, a pesar de su abundancia, lo que da como resultado una alta fertilidad. Sin embargo, cuando se aplican nutrientes inorgánicos al suelo, el drenaje de nutrientes en el antrosol supera al del ferralsol fertilizado. [25]
Como fuentes potenciales de nutrientes, sólo el C (a través de la fotosíntesis ) y el N (de fijación biológica) pueden producirse in situ . Todos los demás elementos (P, K, Ca, Mg, etc.) deben estar presentes en el suelo. En la Amazonia, el aprovisionamiento de nutrientes a partir de la descomposición de la materia orgánica naturalmente disponible falla ya que las fuertes lluvias arrastran los nutrientes liberados y los suelos naturales (ferralsoles, acrisoles, lixisoles, arenosoles, uxisoles, etc.) carecen de la materia mineral para proporcionar esos nutrientes. La materia arcillosa que existe en esos suelos es capaz de retener sólo una pequeña fracción de los nutrientes disponibles a partir de la descomposición. En el caso de la terra preta , las únicas fuentes de nutrientes posibles son las primarias y secundarias. Se han encontrado los siguientes componentes: [38]
La saturación en pH y en bases es más importante que en los suelos circundantes. [51] [52]
La lombriz peregrina Pontoscolex corethrurus ( Oligochaeta : Glossoscolecidae ) ingiere carbón vegetal y lo mezcla en una forma finamente molida con el suelo mineral. P. corethrurus está muy extendida en la Amazonia y, sobre todo, en los claros después de los procesos de quema gracias a su tolerancia a un bajo contenido de materia orgánica en el suelo. [53] Esto como un elemento esencial en la generación de terra preta , asociado al conocimiento agronómico que implica la disposición del carbón en capas delgadas y regulares favorables para su enterramiento por P. corethrurus . [ cita requerida ]
Algunas hormigas son repelidas por la terra preta fresca ; se ha descubierto que su densidad es baja aproximadamente 10 días después de la producción, en comparación con la de los suelos de control. [54]
Un término recientemente acuñado es " terra preta sintética ". [55] [56] STP es un fertilizante que consiste en materiales que se piensa que replican los materiales originales, incluyendo arcilla triturada, harina de sangre y huesos, estiércol y biocarbón [55] es de naturaleza particulada y capaz de moverse hacia abajo en el perfil del suelo y mejorar la fertilidad del suelo y el carbono en los agregados y pedúnculos del suelo actuales durante un período de tiempo viable. [57] Tal mezcla proporciona múltiples mejoras del suelo que alcanzan al menos la calidad de terra mulata . La sangre, la harina de huesos y el estiércol de pollo son útiles para la adición de abono orgánico a corto plazo. [58] Quizás la parte más importante y única de la mejora de la fertilidad del suelo es el carbono, que se cree que se incorporó gradualmente hace 4 a 10 mil años. [59] El biocarbón es capaz de disminuir la acidez del suelo y si se empapa en un líquido rico en nutrientes puede liberar nutrientes lentamente y proporcionar hábitat para los microbios en el suelo debido a su área de superficie de alta porosidad . [2]
El objetivo es un proceso económicamente viable que podría incluirse en la agricultura moderna. Los suelos tropicales pobres promedio son fácilmente enriquecidos con terra preta nova mediante la adición de carbón y humo condensado. [60] La terra preta puede ser una vía importante para el futuro secuestro de carbono , al tiempo que revierte la actual disminución mundial de la fertilidad del suelo y la desertificación asociada . Si esto es posible a mayor escala aún está por demostrarse. La alfalfa arbórea (tagasaste o Cytisus proliferus ) es un tipo de árbol fertilizante utilizado para hacer terra preta . Empresas como Embrapa y otras organizaciones en Brasil están realizando esfuerzos para recrear estos suelos. [61]
La terra preta sintética se produce en el Centro de Regeneración Biocultural Sachamama en la Alta Amazonía, Perú. Esta zona tiene muchas zonas de suelo de terra preta , lo que demuestra que este antrosol se creó no solo en la cuenca del Amazonas, sino también en elevaciones más altas. [62]
Alfons-Eduard Krieger desarrolló un proceso de terra preta sintética para producir un suelo rico en humus, nutrientes y que adsorbe agua. [63]
Los sistemas de saneamiento de terra preta (TPS) se han estudiado como una opción de saneamiento alternativa mediante el uso de los efectos de las condiciones de ayuda láctica en sanitarios secos con desviación de orina y un tratamiento posterior mediante vermicompostaje . [64]
Los suelos de Terra Preta consisten predominantemente en residuos de carbón compuestos de ~6 anillos aromáticos fusionados.
Gran parte de lo que se ha considerado bosque natural en la Amazonia es probablemente el resultado de cientos de años de uso y manejo humano.
