El suelo es el hábitat más diverso que existe en la naturaleza; en un metro cuadrado de suelo sano y de calidad viven más de 1,5 kg de organismos vivos entre lombrices, ácaros, insectos, bacterias, hongos, protistas, etc., que se encargan de transformar el material animal, vegetal y microbiano muerto en nutrientes y permitir el […]
El suelo es el hábitat más diverso que existe en la naturaleza; en un metro cuadrado de suelo sano y de calidad viven más de 1,5 kg de organismos vivos entre lombrices, ácaros, insectos, bacterias, hongos, protistas, etc., que se encargan de transformar el material animal, vegetal y microbiano muerto en nutrientes y permitir el desarrollo de nuevos organismos vivos. De esta forma, los suelos son fundamentales para sustentar los sistemas naturales y el bienestar humano.
Sin la presencia y actividad de los organismos del suelo, no es posible el crecimiento de plantas o la vida de animales en la tierra, incluyendo el hombre, ni el apropiado funcionamiento de los ecosistemas terrestres y acuáticos. Sin embargo, hasta hace menos de diez años, el término biodiversidad solo se restringía a bosques, humedales o tierras secas, sin incluir biodiversidad de los suelos agrícolas en documentos o tratados internacionales.
Los organismos que habitan en el suelo, incluidos bacterias, hongos, nematodos, lombrices, pequeños mamíferos y otros vertebrados e incluso las raíces de las plantas, contribuyen con la mayor parte de la biomasa viva en el planeta y representan más del 25 % de todas las especies descritas, sin mencionar la diversidad genética representada dentro de estas especies. La actividad y las complejas interacciones entre los organismos del suelo proporcionan la columna vertebral para muchas funciones de los ecosistemas, incluido el ciclo de nutrientes, el control de patógenos, la infiltración de agua, los cimientos de las redes alimentarias y los agroecosistemas de apoyo.
Aunque son procesos que han ocurrido desde la formación de los suelos en una perfecta coevolución, el entendimiento de las conexiones críticas entre la biodiversidad del suelo y la sostenibilidad ha tenido un acelerado progreso en las últimas dos décadas, lo que permitirá tomar acciones más integrales y eficaces en relación con la producción agrícola y la adaptación frente al cambio climático, tanto a nivel global como local.
IMPORTANCIA DE BIODIVERSIDAD DE SUELOS
Los suelos no solo albergan diferentes tipos de organismos, familias, géneros y especies sino también una enorme biodiversidad en términos de abundancia, número de especies y funciones de los distintos organismos. Los organismos y sus interacciones son fundamentales para muchos procesos y funciones del suelo, incluida la descomposición de la materia orgánica, el ciclo de nutrientes, la formación de la estructura del suelo, la regulación de plagas y enfermedades y la biorremediación de contaminantes, entre otros. En forma agregada, estos procesos y funciones se relacionan con los servicios de los ecosistemas que son esenciales para los seres humanos, como la producción de alimentos, la regulación del clima y el suministro de agua limpia.
La pérdida de biodiversidad del suelo causada por la expansión, intensificación y mecanización de la agricultura, muchas veces en un sistema de monocultivo, se ha identificado como un problema importante que genera presión sobre las poblaciones de organismos del suelo, por incremento en procesos como la erosión del suelo, la disminución de la materia orgánica, la compactación, la contaminación con plaguicidas y metales, la salinización y el cambio climático.
• Sustento de la vida humana:
En el suelo se producen la mayoría de los alimentos y fibras que soportan la vida de humanos y animales. Ejemplos muy conocidos del valor de la biota del suelo son evidentes: la piscicultura tradicional de arroz en China donde se aprovechan los arrozales como hábitat para los peces, que se alimentan de insectos y microorganismos (algas verdeazules y otros), los cuales descomponen los residuos de arroz, mientras que los peces reducen la compactación del suelo al permitir que se infiltre más agua y oxígeno; así, se estimula la descomposición microbiana y la liberación de nutrientes a partir de los excrementos y residuos vegetales, que posteriormente son utilizados por las plantas de arroz en crecimiento.
De manera similar, en los sistemas industriales de intercultivo, en caña de azúcar o en la rotación de especies leguminosas con cultivos de granos (trigo, maíz, etc.), se aprovecha las bacterias fijadoras de nitrógeno (N) asociadas con las leguminosas para acumular N en el suelo que los cultivos de granos utilizarán posteriormente.
• Sustento de la vida terrestre y diversidad:
Además de constituir el 25% de la biodiversidad terrestre, los organismos del suelo sustentan la vida en la superficie de este, tanto directamente, como fuente de alimento, como indirectamente, a través de procesos como la descomposición y el ciclaje de nutrientes, que son fundamentales para el crecimiento y la producción de las plantas. La disponibilidad de N para la absorción de las plantas depende de los procesos microbianos, como la fijación de N que transforma el N gaseoso (N2) de la atmósfera en NH4, una forma biodisponible para plantas y microorganismos.
Además, se estima que el 80% de todas las plantas terrestres dependen de asociaciones con hongos de micorriza que transportan (y en algunos casos solubilizan) y finalmente entregan nutrientes directamente a las plantas. Asimismo, los organismos del suelo también pueden proteger la biodiversidad al controlar las especies invasoras o patógenos, como en Brasil, donde el platelminto Obama ladislavii se alimenta de una especie de caracol invasor o nemátodos u hongos entomopatógenos controladores de plagas agrícolas, mientras que los microorganismos benéficos (Trichoderma sp., Bacillus sp.) suprimen muchas enfermedades de los cultivos causadas por patógenos y mejoran la salud del suelo.
• Biodiversidad del suelo en los procesos hidrológicos:
A medida que el agua pasa a través del suelo en su camino hacia los lagos, arroyos, ríos, océanos y aguas subterráneas, el suelo y la vida dentro de él integran los ecosistemas terrestres y acuáticos. Muchos organismos también facilitan las interacciones físicas y químicas entre el agua y la matriz del suelo. Por ejemplo, las lombrices y los escarabajos de tierra influyen en la tasa de infiltración de agua en el suelo a través del desarrollo de mega y macro poros. Al mismo tiempo, las raíces de las plantas y sus excreciones juegan un papel fundamental en la dinámica del flujo de agua en el suelo, no solo por los efectos benéficos de la rizofiltración de contaminantes sino también por regular flujos de infiltración: escurrimiento superficial y fenómenos de inundaciones.
• Regulación del clima:
Todos los organismos vivos, incluyendo a los del suelo, están formados por C. En la superficie del suelo (0-20 cm) se encuentra más del 75% del C orgánico del suelo, que por procesos de mineralización/ inmovilización contribuyen a la producción y secuestro del C en el suelo. La fotosíntesis es el proceso por el que las plantas capturan CO 2 del aire para utilizar el C en la construcción de su biomasa (raíces, tallos, cortezas, hojas y frutos). Una parte de este C se transforma en sustancias carbonadas que son exudadas por las raíces y rápidamente se incorporan a la biomasa microbiana, que lo respira, y produce CO 2 o CH 4 (este último en ausencia de O 2), o lo inmoviliza como moléculas orgánicas complejas, tales como sustancias húmicas.
ESTUDIANDO LA DIVERSIDAD EN SUELOS
En general, poco se conoce sobre la diversidad del suelo, en especial aquella de microorganismos. Mientras más se conozca y se entienda la diversidad, mejor se podrá correlacionar la funcionalidad y salud del suelo con la producción de los cultivos. Solo el 1% de las especies de hongos y bacterias ha sido identificado, comparado con el 80% de las plantas, algo más que el 2% de las especies de nematodos y solo el 4% de ácaros.
La biodiversidad se define como la variedad de organismos vivos en todas las formas de recursos naturales (acuáticos, terrestres) y los complejos ecosistemas de los cuales son parte. Esto incluye diversidad de especies, entre especies y de los ecosistemas completos.
La biodiversidad sobre la superficie del suelo se ha estudiado y documentado minuciosamente, y se han desarrollado políticas para promover la conservación y el uso sostenible de los ecosistemas terrestres, marinos y otros ecosistemas acuáticos. Sin embargo, en muchos países es un tema que desconocido, que aún no se ha evaluado. Existen pocas evaluaciones nacionales que aborden específicamente la biodiversidad del suelo, y algunos países han desarrollado evaluaciones con vínculos indirectos a la biota del suelo, tales como prácticas de manejo. También son pocos los países que mantienen un sistema nacional de información sobre suelos que incluya la biodiversidad del suelo. Cuando se quiere conocer sobre la diversidad del suelo, es posible analizar los grupos de organismos presentes y su identidad, generar algunos datos sobre la cantidad de especies y la cantidad de individuos de un género o especie dados. Esto permite definir qué tan diverso es el suelo en su conjunto, qué tan diverso es el grupo de bacterias, de nematodos o de hongos; pero junto con ello es muy importante establecer qué funciones tienen en el suelo y, en particular, bajo las condiciones de cada cultivo, variedad, clima, manejo, estacionalidad y temporalidad.
La biodiversidad es función de varios componentes:
● Número total de especies presentes: riqueza de especies
● La diversidad genética dentro de las especies La diversidad de ecosistemas (agrícolas, naturales)
● La distribución de los individuos dentro de estas especies (proporcionalidad, ratio)
● La diversidad funcional, que hace referencia al papel que cumplen las especies o grupos de especies en un ecosistema; qué hacen o son capaces de hacer los individuos, las poblaciones o las comunidades
CÓMO MEDIRLA
Medir es conocer y para medir la diversidad biológica en el suelo existen diferentes métodos, algunos directos y otros indirectos, que incluyen la observación, la correlación entre variables, técnicas de recuento, técnicas moleculares que constituyen herramientas que responden a un momento de muestreo en el tiempo. Es así como un muestreo apropiado es fundamental para obtener muestras representativas. En un estudio realizado por FAO (2020) se determinó que a nivel mundial la mayoría de los indicadores de biodiversidad del suelo son indirectos y que en pocos países los estudios de suelo incorporan y reportan indicadores directos de biodiversidad de manera sistemática. En la Figura 3 se presentan los principales indicadores de biodiversidad utilizados a nivel mundial.
Como indicadores directos de diversidad existen entre otros:
1. Diversidad de lombrices: frecuentemente representan la mayor parte de la biomasa de la fauna del suelo; en pastizales de climas templados pueden constituir hasta un 50% de la biomasa de la fauna y hasta un 60% en bosques templados. Por eso la ausencia de lombrices puede indicar degradación de suelos. Es rara su presencia en suelos que han sufrido procesos de inundación o en suelos ácidos.
Las investigaciones indican que, en promedio, la presencia de lombrices en agroecosistemas está relacionada con un 20-25% en el incremento de la productividad agrícola, no solo porque mejoran la aireación e infiltración en el suelo, sino también por su importante función en la transformación física, química y biológica de la materia orgánica y en especial del litter (residuos orgánicos u hojarasca). Por eso son llamados los ingenieros del suelo.
Los productores pueden medir la diversidad de sus suelos tomando muestras en varios puntos del potrero o cuartel a 0-20, 0-40 o 0-80 centímetros con un palín, y volteando el pedón de suelo para realizar un recuento del número de lombrices encontradas en cada muestra. Según la profundidad evaluada se colectarán grupos de lombrices superficiales (epígeas), en el perfil medio (endógenas) o en las profundidades (anésicas), donde cada grupo cumple una función particular (Figura 4).
2. Diversidad de microorganismos: Existen dos tipos de pruebas que pueden utilizarse para determinar la diversidad: test que analizan y clasifican partes del material microbiano (taxonómicos) y test que observan productos del metabolismo de los microorganismos (test funcionales).
Las pruebas taxonómicas, en las que muy comúnmente se emplea el ADN extraído directamente desde el suelo, sirven para conocer la “huella genética” de la comunidad microbiana del suelo. Igualmente es posible definir cuáles de estos genes están activos (por ejemplo, con microarreglos de ADN) y, mediante reactivos fluorescentes, en los que se espera que fragmentos de DNA empaten y puedan ser analizados por luz UV. Los test funcionales se fundamentan en el análisis de actividades metabólicas de microorganismos, que les permiten cumplir ciertas funciones dentro de la comunidad y dentro del ecosistema.
La tecnología del análisis molecular ha avanzado rápido, lo que permite un mayor potencial para el conocimiento de las comunidades empleando técnicas moleculares. Sin embargo, el gran reto es establecer indicadores y niveles críticos de diversidad y la funcionalidad del suelo.
CALIDAD DE SUELO BASADA EN DIVERSIDAD
La utilización de indicadores simples de calidad de suelo en base a la observación de la fauna del suelo es una buena forma para iniciar la evaluación de la calidad y biodiversidad del suelo. A continuación, se presentan algunos indicadores biológicos de suelo asociados a diversidad:
● Lombrices: Consideradas parte de la macrofauna del suelo. Son sensibles a cambios producidos por actividad humana, presencia de contaminantes en el suelo y degradación del suelo.
● Escarabajos: Altamente sensibles a variaciones ambientales y deterioro de ecosistemas, son excelentes indicadores del estatus de conservación del ecosistema.
● Termitas: Son organismos oportunistas, altamente resistentes a alteraciones del ecosistema. Su presencia indica hábitats con cierto nivel de degradación.
● Caracoles y babosas: Son sensibles a cambios de humedad y temperatura asociadas con coberturas vegetal y aporte de residuos.
● Milpiés / centípedos: Son igualmente sensibles a cambios de humedad y temperatura.
● Enquitreidos: Considerados partes de la mesofauna del suelo, son sensibles a estrés hídrico e indican el grado y la intensidad de la sequía. También son indicadores de estabilidad y fertilidad.
● Colémbolos: Cambios en la abundancia y composición de la comunidad de colémbolos son indicadores de contaminación de suelos y prácticas agrícolas como uso de herbicidas. Su epidermis es altamente sensible a la presencia de productos químicos.
DIVERSIDAD, CALIDAD Y SALUD DE SUELO A TRAVÉS DEL ADN
A partir del análisis del ADN del suelo, es posible determinar la diversidad y actividad de los microorganismos del suelo. Estos análisis están basados en muestras de suelo completas (Tabla 1), pero también existen kits asociados a un software que permiten evaluar de manera integral la calidad del suelo.
Finalmente, las prácticas amigables con la biodiversidad del suelo (por ejemplo, cero labranza, biofertilizantes, biopesticidas, cultivos de cobertura y rotación de cultivos) aumentan y mejoran las condiciones para los organismos del suelo, sus comunidades y el funcionamiento del ecosistema del suelo, como lo reveló un reciente estudio de la FAO (2020). Es ampliamente aceptado que estas prácticas contribuyen al aumento de materia orgánica en los suelos agrícolas, lo que ha llevado a un aumento de la biomasa microbiana y, posteriormente, a mejoras en la salud del suelo, la productividad y la calidad de los cultivos.
Por otra parte, la creciente adopción de soluciones naturales puede fomentar la diversidad de biota en plantas y suelos, lo que contribuye a aumentar la resiliencia y mejorar el control, prevención o supresión de plagas y patógenos. El uso de inoculantes contribuye a la productividad y resistencia al estrés en la agricultura.
La microbiota mutualista del suelo (hongos de micorriza arbuscular, bacterias fijadoras de nitrógeno) son componentes clave ya que su diversidad y abundancia pueden reducir el costo y la dependencia de los fertilizantes nitrogenados químicos en la agricultura, mejorar la fertilidad del suelo y la sostenibilidad ambiental (aire, suelo, agua) en particular.
Fuente: www.mundoagro.cl
