El estudio de la salud del suelo: un reto para químicos y microbiólogos

Estructura de un suelo

La salud de un suelo es un concepto científico muy complicado. Para hacernos una idea, una definición podría ser las características físicas, químicas y biológicas que son esenciales para mantener de forma prolongada una productividad agrícola de forma sostenible con el mínimo impacto medioambiental. Como veis, es bastante complicado ya que incluiría muchas cosas al mismo tiempo. Por ejemplo, aunque tengamos un suelo con un buen contenido en materia orgánica y buena estructura física, si su contenido en metales pesados es elevado, no podremos utilizarlo para la agricultura. Por lo tanto, hay que tener una visión más holística del asunto…

Nota: Algunos indicadores utilizados que nos indican de la calidad físicoquímica de un suelo son la densidad aparente, el pH y la conductividad eléctrica, la capacidad de intercambio catiónico, la estabilidad de agregados, la capacidad de retención hídrica y el contenido en macro y microelementos, así como de metales pesados.

Estudiar científicamente la salud de un suelo tampoco es sencillo. Los estudios que lo han abordado lo han hecho siguiendo dos aproximaciones complementarias: o bien midiendo directamente propiedades específicas del suelo (por ejemplo, el contenido en nitrógeno o carbono orgánico para evaluar su fertilidad) u observar el estatus del suelo en determinadas circunstancias (por ejemplo, medir alguna actividad enzimática involucrada en algún proceso importante como la mineralización de la materia orgánica). Además de esto, últimamente los investigadores del suelo están poniendo mucho interés por conocer el papel de los microorganismos presentes en el mismo. Hay muchas evidencias de que estos están íntimamente relacionados con muchas propiedades del suelo como la estructura del mismo y su función. Se conoce que los microorganismos están directamente involucrados en los procesos de mineralización de la materia orgánica, así como en la relaciones rizosféricas entre las raíces de las plantas y el propio suelo.

Nota: Algunos indicadores biológicos y bioquímicos que se suelen utilizar son la determinación de la biomasa microbiana y su actividad. También son importantes algunos procesos como los del ciclo del carbono (como la respiración mediante consumo de oxígeno o emisión de CO2 y la descomposición de la materia orgánica) y del nitrógeno (mineralización, nitrificación, desnitrificación y la fijación biológica de nitrógeno).

Los suelos agrícolas son un sistema heterogéneo formado por plantas y microorganismos que están en contacto a escala celular y molecular. Estas interacciones provocan un gran número de procesos químicos y físicos que modifican las propiedades de los suelos, por lo que es difícil entender las variaciones de las propiedades de un suelo (como su salud) sin estudiar de forma conjunta las propiedades químicas y biológicas. Por lo tanto, es fundamental desarrollar índices que nos puedan dar información sobre la actividad química y biológica del suelo para así poder evaluar si un sistema agrícola es sostenible o no. En este sentido, en los últimos años ha habido un progreso significativo en el desarrollo de bioindicadores específicos de procesos esenciales, permitiendo una medida rápida y fiable de las comunidades microbianas de un suelo y su función.

https://soils.org/publications/sssaj/articles/71/2/579

Nota: En la actualidad, la salud de un suelo se analiza utilizando técnicas muy sofisticadas de análisis químico como la resonancia magnética nuclear y la cromatografía de masas con pirólisis acoplada. Además, los estudios a nivel molecular incluyen las modernas técnicas de biología molecular como la fluorescencia de hibridación in situ (FISH), Reacción en cadena de la polimerasa con transcriptasa inversa (RT-PCR), electroforesis en gel con gradiente desnaturalizante (DGGE), Terminal Restriction Fragment Length Polymorphism (T-RFLP) o incluso técnicas de secuenciación masiva como la pirosecuenciación.

Por tanto, para conocer la salud de un suelo científicamente tenemos que adoptar una concepción holística, haciendo aproximaciones multidisciplinares que integren estrategias tanto físicas, químicas como biológicas para desarrollar una agricultura sostenible. Los beneficios son tanto económicos como medioambientales ya que las técnicas agrícolas actuales reducen la salud del suelo principalmente por el abuso de productos químicos como fertilizantes sintéticos y otros productos fitosanitarios (alterando las propiedades químicas), la compactación del suelo (propiedad física) y otras alteraciones ecológicas que reducen la biodiversidad (propiedades biológicas), que producen una pérdida generalizada de la productividad agrícola.

La fuente:

Soil health—a new challenge for microbiologists and chemists. Arias Fernández, Mª E. González-Pérez, José Antonio González-Vila, Francisco Javier Ball, Andrew S. International Microbiology 8(1): 13-21 (2005)

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