Estrategia para
la conservación del suelo


Estrategia para
la conservación del suelo
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La degradación del suelo es un grave problema que tiende a ser ignorado, aun cuando avanza silenciosa y aceleradamente en México y en el mundo, lo cual pone en riesgo la competitividad de las actividades económicas primarias, comprometiendo además, la subsistencia de millones de personas.
     A nivel mundial, las tasas de degradación del suelo —originadas por procesos físicos, químicos y/o biológicos— sugieren la permanencia de su capa fértil solamente por 60 años más. Así, su capacidad para sostener sistemas agrícolas, pecuarios y forestales productivos, entre otros, se encuentra en franca disminución. Actualmente, la degradación del suelo afecta 1,900 millones de hectáreas en todo el mundo, y se incrementa rápidamente a una tasa que oscila entre cinco y siete millones de hectáreas por año, lo cual impacta 80% de los suelos agrícolas en niveles de degradación que van de moderado a severo; todo ello ha conducido a una pérdida de 400,000 millones de dólares anualmente.1
     Las principales causas de esta degradación se centran en el inadecuado manejo del suelo en los sistemas mencionados; así, entre los procesos de degradación edáfica más importantes destacan: pérdida
de materia orgánica, acidificación/alcalinización, salinización, presencia de metales pesados y erosión; este último factor provoca
la degradación de 84% de los suelos en el ámbito mundial.

La erosión se refiere a la pérdida de suelo fértil, debido a su arrastre por agentes dinámicos como viento y agua, lo cual desplaza consigo sus componentes bióticos y abióticos, en una magnitud y velocidad dependientes de la intensidad de la lluvia, la escorrentía, el factor de erosionabilidad del suelo, la inclinación y la longitud de la pendiente, la vegetación o los cultivos presentes, además de las prácticas de labranza, la rugosidad de la superficie del suelo y el clima, entre otros. Actualmente, se estima que 56% del territorio mexicano está erosionado en distintos grados; por ejemplo, en el estado de Sonora, al menos tres cuartas partes de los suelos presentan erosión de moderada a muy severa, ocasionada, principalmente, por eventos eólicos, situación que se potencia debido a su clima seco.2
     Los eventos erosivos ocurridos de manera natural se potencian, principalmente, debido a las actividades humanas y las características edafo-climáticas de la zona, factores que conducen a la degradación de la estructura y la pérdida de nutrientes del suelo. En tal sentido, un suelo erosionado disminuye su contenido de materia orgánica, lo que origina su disgregación y afecta sus propiedades físicas (humedad e intercambio de gases), químicas (pH, grado de alcalinidad y capacidad de intercambio catiónico) y biológicas (modificaciones de las comunidades microbianas involucradas en el ciclaje de nutrientes).3 En conjunto, estas afectaciones conducen a un desequilibrio de los ecosistemas en cuanto a productividad; esto incluye sistemas agrícolas, pecuarios, marinos y forestales (figura 1a).

A través de los años, diversas técnicas enfocadas a conocer el comportamiento de los sitios calientes de erosión se han generado; es decir, aquellos cuya tasa de erosión de suelo es significativamente mayor, comparada con su superficie. Entre estas técnicas destacan: medición directa,I huella geológicaII y sistemas de información geográfica.III En la actualidad, una herramienta poderosa en esta área es el uso de técnicas isotópicas, las cuales emplean isótopos estables y/o radioactivos como trazadores ambientales (materia o energía cuyo transporte proporciona información sobre la dirección de su movimiento, su movimient y velocidad, entre otros), por ejemplo, el uso de radionucleidos (isótopos inestables que emiten espontáneamente partículas cargadas y/o radiación electromagnética gamma, proporcional al número de núcleos durante su decaimiento radiactivo). De tal manera, tres de los radionucleidos validados para estudios de las tasas de erosión del suelo son: i) Berilio-7, trazador para estudios de la redistribución del suelo a corto plazo (hasta 6 meses), ii) Cesio-137, trazador en suelo para estudio a mediano plazo (hasta 50 años) y iii) Plomo-210, trazador en suelo o sedimentos a largo plazo (hasta 150 años).1 Estos trazadores tienen la ventaja de registrar las tasas de erosión y deposición a diferentes escalas geográficas (desde parcelas pequeñas hasta cuencas); sin embargo, el uso de estos radionucleidos proporciona limitada información sobre el origen del suelo sedimentado o depositado en un sitio específico.1, 4

     Con la finalidad de entender el impacto global del movimiento del suelo en un ecosistema, es determinante, no sólo cuantificar la cantidad de éste que se pierde o gana en un sitio específico (tasa de erosión o deposición/acumulación, respectivamente), sino también conocer tanto su deposición final como su contribución al suelo total acumulado en un sitio determinado.
     Esto último es de gran importancia en el estudio del impacto de la acumulación de suelo de diferentes orígenes y con características fisicoquímicas, nutrimentales y biológicas variables en los sistemas donde éste se acumula. Así, conociendo el origen del suelo depositado en un lugar, se puede predecir potenciales problemas ambientales y de productividad que éste ocasionará, debido a la movilización e incorporación de residuos tóxicos, metales pesados y residuos biológicos, entre otros, en los sistemas receptores (figura 1b).

Recientemente, ha surgido la técnica llamada Isótopos Estables de Compuestos Específicos (Compound Specific Stable Isotope: CSSI, por sus siglas en inglés), la cual se fundamenta en la producción y excreción al suelo de un conjunto de marcadores orgánicos únicos para cada especie de plantas en una comunidad vegetal, cuya huella isotópica (δ13C, una medida de la relación de isótopos 13C:12C en el suelo, reportado en partes por mil, ‰) es constante, independientemente de las condiciones edafo-climáticas en las cuales las plantas se desarrollan.4 
     Esta técnica utiliza como marcadores orgánicos los ácidos grasos —con número par de átomos de carbono y cadenas entre 14 y 24 carbonos, excretados por las raíces de la comunidad vegetal—. Todas las plantas producen la misma diversidad de ácidos grasos, pero con diferentes huellas isotópicas; así, cuando éstos se adhieren a las partículas del suelo le confieren una huella isotópica estable y específica de la diversidad de plantas presentes. Posteriormente, los eventos erosivos mezclan el suelo de diferentes orígenes o fuentes en la zona de acumulación final. Es así que, la técnica de CSSI permite conocer, en la zona de deposición, las proporciones de suelo que pertenecen a cada potencial origen estudiado, las cuales son fácilmente cuantificadas, ya que se inicia con un muestro representativo de 10 cm de la capa superficial del suelo, seguido por la extracción de los ácidos grasos y un análisis en un Cromatógrafo de Gases acoplado a un Espectrómetro de Masas de Relaciones Isotópicas (previa derivatización de los ácidos grasos), todo esto es un proceso químico que, mediante la inserción de un grupo funcional, convierte estos ácidos grasos en compuestos más volátiles e incrementa su resolución en la detección (figura 2).45

En la actualidad, existen softwares disponibles que, basados en modelos de mezcla, calculan proporciones isotópicas enfocadas a las cadenas tróficas, tales como: Isosource y SIAR. Sin embargo, éstos presentan algunos inconvenientes cuando son utilizados para estimar la redistribución de suelo, i.e. Isosource es limitado en el número de isótopos, fuentes y mezclas que se pretende analizar, lo que es una limitante en el estudio de grandes áreas; y SIAR es una herramienta matemática que presenta limitantes en la entrada y salida de datos. Además, en ambos softwares, los usuarios necesitan desarrollar algunos cálculos antes y después de utilizarlos, tales como: corrección isotópica por la derivatización, cálculo de las proporciones de suelo de cada fuente en los sitios de deposición, entre otros.
     Recientemente, ha sido desarrollado The CSSIAR v1.00 software, el cual es una extensión del software SIAR en R (www.r-project.org/), que incorpora diversas modificaciones amigables con el usuario, enfocadas específicamente al uso de la técnica de CSSI, para estimar la redistribución de suelo. Por el momento, The CSSIAR v1.00 software puede ser descargado de http://www-naweb.iaea.org/nafa/swmn/models-tool-kits.html, o solicitado vía correo electrónico a: cssiar.soft@gmail.com.

La técnica de CSSI es de gran utilidad para identificar las fuentes de erosión y sus contribuciones porcentuales en el suelo depositado en un área específica; sin embargo, una desventaja de esta técnica es que no proporciona información sobre la cantidad de suelo proveniente de cada una de las fuentes potenciales (i.e. cultivos agrícolas, zonas ganaderas, cauce de ríos, entre otros). Por lo tanto, es recomendable incorporar técnicas cuantitativas a este tipo de estudio (por ejemplo, el uso de Berilio-7, Cesio-137, y/o Plomo-210), con la finalidad de cuantificar tanto el suelo que se erosiona, como el que se deposita en un lugar específico, así como la cantidad que proviene de cada una de las posibles fuentes, identificando los sitios calientes de erosión, con el fin de diseñar estrategias de conservación del recurso edáfico.
     Hasta el momento, estas técnicas no han sido aplicadas en México, por lo que desconocemos, cuantitativamente hablando, el impacto actual y el posible futuro de los problemas de erosión y/o deposición de suelo en diversos ecosistemas nacionales. Sin embargo, la aplicación de esta técnica en países, como Australia, Vietnam y Nueva Zelanda, ha permitido establecer una legislación ambiental enfocada a la prevención de los daños causados por los eventos de movimiento del suelo y, en su caso, la generación de alternativas enfocadas a minimizar el impacto de estos cambios, por ejemplo: 

  • Plantación de vegetación diversa y de rápido crecimiento que permita, por un lado, mantener el suelo con buena compactación y, por otro, reducir la erosión causada por el impacto de las gotas de lluvia, y su arrastre.
  • Mejoramiento de las prácticas agrícolas, diseñando la formación de surcos que consideren la pendiente del terreno y se evite la quema de los residuos vegetales después de la cosecha, entre otros.5, 6
Sergio de los Santos Villalobos

Es Doctor en Ciencias en Biotecnología de Plantas, por el Cinvestav - IPN. Es miembro del grupo de expertos de la Agencia Internacional de Energía Atómica en temas de redistribución de suelos. Actualmente, es investigador del Departamento de Ciencias del Agua y del Medio Ambiente del Instituto Tecnológico de Sonora, a través de Cátedras Conacyt. Es miembro del Sistema Nacional de Investigadores (I). C. e.: dlsantosv@gmail.com;
sergio.delossantos@itson.edu.mx
 

Marisol Ayala Zepeda 

Es estudiante de Ingeniería en Ciencias Ambientales, del Instituto Tecnológico de Sonora, y colaboradora para The CSSIAR v1.00 software.

Rafael Bórquez Holguín

Es Maestro en Ciencias en Edafología y Nutrición Vegetal, por el Colegio de Posgraduados, Chapingo, Estado de México. Titular de los cursos de Geología y Edafología en la licenciatura de Ingeniero en Ciencias Ambientales. Actualmente está adscrito al Departamento de Ciencias del Agua y del Medio Ambiente, del Instituto Tecnológico de Sonora.

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