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La fertilidad del suelo se refiere a la capacidad del suelo para sostener el crecimiento de las plantas agrícolas , es decir, proporcionar un hábitat para las plantas y dar como resultado rendimientos sostenidos y consistentes de alta calidad. [3] También se refiere a la capacidad del suelo para suministrar nutrientes a las plantas o cultivos en las cantidades y calidades adecuadas durante un período de tiempo sostenido. Un suelo fértil tiene las siguientes propiedades: [4]
Las siguientes propiedades contribuyen a la fertilidad del suelo en la mayoría de situaciones:
En tierras utilizadas para la agricultura y otras actividades humanas, el mantenimiento de la fertilidad del suelo generalmente requiere el uso de prácticas de conservación del suelo . Esto se debe a que la erosión del suelo y otras formas de degradación del suelo generalmente resultan en una disminución de la calidad con respecto a uno o más de los aspectos indicados anteriormente.
El fósforo biodisponible (disponible para la vida del suelo) es el elemento que más a menudo falta en el suelo. También se necesitan cantidades sustanciales de nitrógeno y potasio. Por esta razón, estos tres elementos siempre se identifican en un análisis de fertilizantes comerciales. Por ejemplo, un fertilizante 10-10-15 tiene 10 por ciento de nitrógeno, 10 por ciento de fósforo disponible (P 2 O 5 ) y 15 por ciento de potasio soluble en agua (K 2 O). El azufre es el cuarto elemento que puede identificarse en un análisis comercial; por ejemplo, 21-0-0-24, que contendría 21% de nitrógeno y 24% de sulfato.
Los fertilizantes inorgánicos son generalmente menos costosos y tienen mayores concentraciones de nutrientes que los fertilizantes orgánicos. Además, dado que el nitrógeno, el fósforo y el potasio generalmente deben estar en formas inorgánicas para ser absorbidos por las plantas, los fertilizantes inorgánicos generalmente están inmediatamente biodisponibles para las plantas sin modificación. [5] Sin embargo, algunos han criticado el uso de fertilizantes inorgánicos, alegando que el nitrógeno soluble en agua no cubre las necesidades a largo plazo de la planta y crea contaminación del agua. Los fertilizantes de liberación lenta pueden reducir la pérdida de nutrientes por lixiviación y pueden hacer que los nutrientes que proporcionan estén disponibles durante un período de tiempo más largo.
La fertilidad del suelo es un proceso complejo que implica el ciclo constante de nutrientes entre formas orgánicas e inorgánicas. A medida que los microorganismos descomponen el material vegetal y los desechos animales, estos liberan nutrientes inorgánicos a la solución del suelo, un proceso conocido como mineralización . Luego, esos nutrientes pueden sufrir más transformaciones que pueden ser ayudadas o habilitadas por los microorganismos del suelo. Al igual que las plantas, muchos microorganismos requieren o utilizan preferentemente formas inorgánicas de nitrógeno, fósforo o potasio y competirán con las plantas por estos nutrientes, inmovilizándolos en la biomasa microbiana , un proceso a menudo llamado inmovilización . El equilibrio entre los procesos de inmovilización y mineralización depende del equilibrio y la disponibilidad de los principales nutrientes y carbono orgánico para los microorganismos del suelo. [6] [7] Los procesos naturales como los rayos pueden fijar el nitrógeno atmosférico convirtiéndolo en (NO 2 ). La desnitrificación puede ocurrir en condiciones anaeróbicas (inundación) en presencia de bacterias desnitrificantes. Los cationes de nutrientes, incluido el potasio y muchos micronutrientes, se mantienen en enlaces relativamente fuertes con las partes del suelo cargadas negativamente en un proceso conocido como intercambio catiónico .
En 2008, el costo del fósforo como fertilizante se duplicó con creces, mientras que el precio del fosfato de roca como producto básico se multiplicó por ocho. Recientemente se ha acuñado el término pico de fósforo , debido a la limitada presencia de roca fosfórica en el mundo.
Se ha descrito una amplia variedad de materiales como acondicionadores del suelo debido a su capacidad para mejorar la calidad del suelo , incluido el biocarbón , que ofrece múltiples beneficios para la salud del suelo . [8]
Se descubrió que el compost de desechos de alimentos mejora mejor el suelo que el compost a base de estiércol . [9]
La fotosíntesis es el proceso mediante el cual las plantas utilizan la energía luminosa para impulsar reacciones químicas que convierten el CO 2 en azúcares. Como tal, todas las plantas necesitan acceso tanto a la luz como al dióxido de carbono para producir energía, crecer y reproducirse.
Aunque normalmente están limitados por el nitrógeno, el fósforo y el potasio, los niveles bajos de dióxido de carbono también pueden actuar como un factor limitante en el crecimiento de las plantas. Estudios científicos publicados y revisados por pares han demostrado que aumentar el CO 2 es muy eficaz para promover el crecimiento de las plantas hasta niveles superiores a 300 ppm. Aumentos adicionales de CO 2 pueden, en muy pequeña medida, seguir aumentando la producción fotosintética neta. [10]
El agotamiento del suelo ocurre cuando los componentes que contribuyen a la fertilidad se eliminan y no se reemplazan, y no se mantienen las condiciones que sustentan la fertilidad del suelo. Esto conduce a bajos rendimientos de los cultivos. En la agricultura, el agotamiento puede deberse a un cultivo excesivamente intenso y a una gestión inadecuada del suelo .
La fertilidad del suelo puede verse seriamente amenazada cuando el uso de la tierra cambia rápidamente. Por ejemplo, en la Nueva Inglaterra colonial , los colonos tomaron una serie de decisiones que agotaron los suelos, entre ellas: permitir que los animales de los rebaños deambularan libremente, no reponer los suelos con estiércol y una secuencia de eventos que llevaron a la erosión. [11] William Cronon escribió que "... el efecto a largo plazo fue poner esos suelos en peligro. La eliminación del bosque, el aumento de las inundaciones destructivas, la compactación del suelo y los cultivos extensivos provocados por el pastoreo de animales, el arado— Todo sirvió para aumentar la erosión." [11]
Uno de los casos más extendidos de agotamiento del suelo a partir de 2008 [actualizar]se produce en las zonas tropicales donde el contenido de nutrientes de los suelos es bajo. Los efectos combinados de las crecientes densidades de población, la tala industrial a gran escala, la agricultura y la ganadería de tala y quema y otros factores, en algunos lugares han agotado los suelos debido a la eliminación rápida y casi total de nutrientes.
El agotamiento del suelo ha afectado el estado de la vida vegetal y los cultivos agrícolas en muchos países. En Medio Oriente, por ejemplo, a muchos países les resulta difícil cultivar productos debido a las sequías, la falta de suelo y la falta de riego. En Oriente Medio hay tres países que indican una disminución en la producción de cultivos; las tasas más altas de disminución de la productividad se encuentran en las zonas montañosas y secas. [12] Muchos países de África también sufren un agotamiento de sus suelos fértiles. En regiones de clima seco como Sudán y los países que forman el desierto del Sahara , las sequías y la degradación del suelo son comunes. Los cultivos comerciales como el té, el maíz y los frijoles requieren una variedad de nutrientes para crecer sanos. La fertilidad del suelo ha disminuido en las regiones agrícolas de África y se ha recurrido al uso de fertilizantes artificiales y naturales para recuperar los nutrientes del suelo. [13]
El agotamiento de la capa superior del suelo ocurre cuando la capa superior del suelo orgánico rico en nutrientes , que tarda cientos o miles de años en formarse en condiciones naturales, se erosiona o agota su material orgánico original. [14] Históricamente, los colapsos de muchas civilizaciones pasadas pueden atribuirse al agotamiento de la capa superficial del suelo. Desde el comienzo de la producción agrícola en las Grandes Llanuras de América del Norte en la década de 1880, aproximadamente la mitad de la capa superficial del suelo ha desaparecido. [15]
El agotamiento puede ocurrir a través de una variedad de otros efectos, incluyendo la labranza excesiva (que daña la estructura del suelo), la subutilización de los aportes de nutrientes que conduce a la extracción del banco de nutrientes del suelo y la salinización del suelo.
La calidad del agua de riego es muy importante para mantener la fertilidad y labranza del suelo , y para que las plantas utilicen más profundidad del suelo. [16] Cuando el suelo se riega con agua altamente alcalina, se acumulan sales de sodio no deseadas en el suelo, lo que haría que la capacidad de drenaje del suelo sea muy pobre. Por lo tanto, las raíces de las plantas no pueden penetrar profundamente en el suelo para un crecimiento óptimo en suelos alcalinos . Cuando el suelo se riega con agua ácida o de pH bajo , las sales útiles (Ca, Mg, K, P, S, etc.) se eliminan drenando el agua del suelo ácido y, además, se disuelven las sales de aluminio y manganeso no deseadas para las plantas. del suelo impidiendo el crecimiento de las plantas. [17] Cuando el suelo se riega con agua de alta salinidad o no se drena suficiente agua del suelo irrigado, el suelo se convertiría en suelo salino o perdería su fertilidad. El agua salina aumenta la presión de turgencia o presión osmótica , lo que impide la absorción de agua y nutrientes por parte de las raíces de las plantas.
La pérdida de suelo superficial se produce en suelos alcalinos debido a la erosión por flujos superficiales de agua de lluvia o drenaje, ya que forman coloides (lodo fino) en contacto con el agua. Las plantas absorben sales inorgánicas solubles en agua sólo del suelo para su crecimiento. El suelo como tal no pierde fertilidad simplemente por el cultivo, sino que pierde su fertilidad debido a la acumulación de sales inorgánicas no deseadas y al agotamiento de las deseadas del suelo por un riego inadecuado y agua de lluvia ácida (cantidad y calidad del agua). La fertilidad de muchos suelos que no son adecuados para el crecimiento de las plantas se puede mejorar muchas veces gradualmente proporcionando agua de riego adecuada de calidad adecuada y un buen drenaje del suelo.
Australia tiene los suelos más antiguos y más erosionados del planeta.
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