Biotecnologa y suelos cidos Alvarado, L[footnoteRef:1] & Rodrguez, G1. [1: Estudiantes de la carrera de Ingeniera en BiotecnologaAnlisis y aplicacin de sistemas de produccin agrcola, Escuela de Biologa, ITCR]

Suelos cidos definicin y caractersticas Los bajos valores de pH en el suelo, son uno de los problemas ms conocidos desde hace muchos aos; por ende se ha tomado en cuenta la acidez como uno de los principales criterios empleados en los sistemas de clasificacin de suelos. Segn los rdenes, los suelos cidos se clasifican principalmente en Inceptisoles (Dytropepts), Ultisoles (Molina & Rojas, 2005), adems se encuentran los Esposoles y Oxisoles; los cuales abarcan el 1.1% del territorio nacional (Bestsch et al, 1993).Si bien la expresin del pH es una medida universalmente aceptada del grado de acidez para los suelos, es de mayor importancia agronmica referirse al porcentaje de saturacin de aluminio y la Capacidad de Intercambio Catinica Efectiva (CICE) (Bernier & Alfaro, 2006).Acidificacin, es el proceso de remocin o prdida de los elementos que forman el complejo catinico del suelo. Los suelos cidos, por su naturaleza, tienen una estrecha relacin con la roca o material de origen, la composicin de sus arcillas, su baja capacidad de retencin de las bases y el alto rgimen de precipitaciones (Urquiza, 2002).Origen de los suelos cidosSegn Campillo & Sadzawka 2006, la prdida o remocin de los elementos que constituyen el complejo catinico del suelo, es un proceso dinmico que abarca la accin de muchos factores naturales; tales como edficos, climticos y biolgicos, adems de la influencia que genera el hombre en estos (antropognicos); ya que segn Blanco 1998, los fenmenos que generan acidificacin y disminucin de la fertilidad de los suelos pueden ser acelerados con la prctica de la agricultura; por ejemplo, los fertilizantes nitrogenados que utilizan los agricultores (urea, sulfato de amonio y nitrato de amonio); contienen o transforman el nitrgeno a una forma amoniacal (NH4+) que al oxidarse en los suelos, son nitrificados (NO3-) generando en el proceso la liberacin de hidrgenos (H+), lo cual provoca la acidificacin de los suelos (Blanco, 1998).Con respecto a factores naturales; un ejemplo son las areas tropicales hmedas, en donde estas se ven afectadas por excesos de lluvias (que provocan la lixiviacin de los elementos alcalinos y alcalinotrreos presentes en el complejo coloidal), altas temperaturas y la degradacin o descomposicin rocosa (meteorizacin), factores que bajan los valores de pH del suelo, capacidad de intercambio catinico, porcentaje de saturacin de bases (Mg, K, Na), generando un aumento en la concentracin aluminio y con ello causando suelos cidos e infrtiles (Fassbender, 1975) & (Nez et al,1985). Ubicacin de los suelos cidosSegn Arcos & Narro 2009, los suelos cidos abarcan aproximadamente una superficie de tres mil millones de hectreas en el mundo; de las cuales Amrica, frica, Asia, Europa y Oceana contemplan un 41%, 17%, 26%, 10% y 6% respectivamente. En Costa Rica, la gran diversidad de relieves sometidos a la accin de condiciones climticas, biolgicas y humanas, han originado en el pas gran diversidad de suelos; entre ellos los que presentan valores de pH por debajo de la neutralidad (Bestsch et al, 1993).Para una mejor identificacin de los suelos, se decidi clasificarlos en rdenes, de modo que fuese ms fcil recordar sus caractersticas. Los ordenes correspondientes a suelos cidos son:Los suelos Inceptisoles; especficamente los del suborden Dystropepts, son suelos que se caracterizan por la prdida de bases intercambiables (Mndez & Monje, 2007); generalmente son suelos con un buen drenaje, superficiales o relativamente profundos hasta alcanzar la roca madre.Los inceptisoles abarcan regiones como los valles de los ros Tempisque, Bebedero, Trcoles, Parrita, Trraba, Sierpe, Coto, Matina, Reventazn, Pirismina, Pacuare, Estrella y Sixaola (Bestsch et al, 1993).Los Ultisoles son los suelos de mayor edad y meteorizados del pas. Estos suelos abarcan un 21% del territorio nacional, sin embargo no todos estos terrenos se encuentran siendo utilizados; ya que se consideran de integracin marginal a la produccin agropecuaria; se caracterizan por ser suelos rojos, sometidos a lixiviacin, bajos niveles de bases y acumulacin de arcilla iluviada (Mndez & Monje, 2007).Segn Bestsch et al 1993, estos suelos se encuentran tanto en las regiones norte del pas (Sarapiqu, San Sarlos y Cutris), como en el sur de ste (Prez Zeledn, Buenos Aires y regiones fronterizas con Panam).Otros tipos de suelos cidos en el pas, son los Esposoles y Oxisoles los cuales abarcan el 1,1 % de territorio nacionalCultivos se siembran en estos suelos cidosSegn Snchez & Camacho 1981, el dficit en el crecimiento y desarrollo de cultivares en un suelo cido podra estar directamente relacionado con la alta concentracin de aluminio y manganeso en los suelos (algunas veces hasta llegar a un nivel txico para la planta) y la deficiencia de calcio y magnesio. Snchez & Camacho 1981, han encontrado varios mecanismos fisiolgicos que han adoptado las plantas para una mejor tolerancia al aluminio entre o dentro de especies; los cuales se mencionan en esta revisin: Algunas variedades presentan diferencias morfolgicas en las races, permitindoles un crecimiento y desarrollo adecuado sin sufrir daos en sus yemas radicales a altas concentraciones de aluminio, es decir; no impide la absorcin y translocacin de calcio, magnesio y potasio. Esto es posible debido a que el aluminio absorbido es acumulado en las clulas de la capa cortical de la raz, de esta forma el elemento no se va acumular en las partes areas. Existen plantas tolerantes al aluminio que aumentan el pH de medio de donde crecen; tales cambios se encuentran relacionados con la secrecin de cidos orgnicos, CO2 y bicarbonato. Ciertas plantas con altas concentraciones de silicio estn asociadas a la toleracin del aluminio. En el siguiente cuadro se muestran las tolerancias de algunos cultivos que se siembran el el pas. Cuadro 2. Tolerancia de ciertos cultivos a diferentes valores de pH.pH 5pH 5.5 pH 6pH 6.5

Cultivos muy tolerantesCultivos tolerantesCultivos sensiblesCultivos muy sensibles

AvenaZanahoriaCebadaAlfalfa

SandaMazColiflorEsprrago

PapaAlgodnColRemolacha

ArrozPepinoNaboLechuga

PiaGuisanteTabacoPimiento

GandulTomateTrigoCebolla

Fuente: vila, 2009.Tcnicas tradicionalesUn recurso que se utiliza normalmente para disminuir la acidez del suelo consiste en el empleo de una solucin de cal para neutralizar el suelo, pero el tratamiento de grandes superficies resulta un costo bastante elevado (Castillo et al, 2005).Segn Bernier & Alfaro 2006, los nitratos producen una reaccin alcalina en el suelo (aumenta el pH), resultando equivalente a la aplicacin de encalado en el suelo. Por el contrario, los fertilizantes amoniacales o la urea producen una reaccin cida, al ser absorbido por la planta y liberar H+ por una reaccin de nitrificacin.BiorremediacinLa biotecnologa se ha convertido en una opcin ms adecuada, econmica y ambientalmente hablando para solucionar las consecuencias de la acidez del suelo (Acosta & Ramrez, 2010). La utilizacin de algunas especies arbreas multipropsito, puede ser una alternativa para la rehabilitacin de suelos marginales en el trpico, debido a la renovacin constante de la fertilidad al retornar al suelo, hojas, frutos y ramas. Se ha demostrado que los rboles y arbustos leguminosas tienen la capacidad de fijar una alta cantidad de N. Adems de esto, los rboles tienen races que pueden absorber nutrientes de capas profundas del suelo y bombearlos a la superficie, hacindolos disponibles (Bolvar et al, 2000). Acacia mangium, es una leguminosa bien adaptada a suelos cidos, con una buena capacidad de fijar nitrgeno, convirtindose en una posible alterativa para la recuperacin de suelos degradados. En este sentido, se ha reportado un mejoramiento significativo de los contenidos de carbono orgnico, fsforo extrable, calcio y densidad aparente del suelo, despus de tres aos de establecida (Bolvar et al, 2000).Se estudi en la Universidad Nacional de Colombia, el efecto de la bacteria Bacillus subtilis sobre las propiedades fsicas y qumicas de un Ultisol degradado. Esta bacteria increment el pH del suelo, ya que puede producir condiciones alcalinas, favorecer la precipitacin del carbonato de calcio y la produccin de exudados bacteriales. Igualmente, todas las cepas de Bacillus son capaces de hidrolizar rea, la cual incrementa el pH del medio (Acosta & Ramrez, 2010).Mejoramiento genticoEn los ltimos 20 aos se han dilucidado algunos de los mecanismos fisiolgicos que varias especies vegetales utilizan para adaptarse a suelos marginales. Dichas plantas excretan hacia la rizsfera sustancias que protegen a la raz y favorecen la asimilacin y movilizacin de nutrientes esenciales. Algunos de estos compuestos se ha demostrado que presentan propiedades quelantes, entre los que sobresalen los cidos orgnicos. Estos compuestos son sintetizados por todos los seres vivos, se convierten en quelantes muy activos de cationes, por sus cargas negativas. Se ha implicado a la excrecin de cidos orgnicos en plantas con importantes procesos edficos, incluyendo la destoxificacin de metales pesados y la movilizacin y asimilacin de nutrientes esenciales (Ramrez & Guevara, 2000). Con la intencin de evaluar la participacin de los cidos orgnicos en la adaptacin de las plantas a los suelos marginales, se ha modificado la biosntesis de citrato mediante la introduccin y sobreexpresin del gen de la citrato sintasa de Psudomonas aeruginosa en plantas transgnicas. Esto mediante el fusionamiento del gen con un promotor fuerte (35S CaMV) capaz de dirigir expresin constitutiva en tejidos vegetales de papaya y tabaco a travs de transformacin de Agrobacterium tumefaciens y biobalistica. Estas plantas modificadas excretan 5 a 6 veces ms citrato que sus contrapartes silvestres. Gracias a esto las plantas transgnicas lograron crecer adecuadamente en un medio con concentraciones txicas de aluminio, poniendo de manifiesto la clara correlacin entre tolerancia de este elemento y la acumulacin de cido orgnico (Ramrez & Guevara, 2000). Referencias Bibliogrficas Acosta, G. & Ramrez, R. 2010. Evaluacin de los cambios en algunas propiedades fsicas y qumicas de un ultisol por efecto del Bacillus subtili. Revista Colombiana de Biotecnologa. vol. XII. nm. 2. pp. 203-213. Universidad Nacional de Colombia. Bogot, Colombia.Arcos, A & Narro, L. 2009. Calosa como herramienta de seleccin para tolerancia de maz al aluminio. Manual de laboratorio. CIMMYT. D.F., Mxico. 22 p.vila, J. 2009. Acidez de los suelos. Extrado de: http://www.mag.go.cr/bibioteca_virtual_ciencia/acidez_suelo.pdf (03 de setiembre, 2011).Bernier, R. & Alfaro, M. 2006. Acidez de los suelos y efectos del encalado. 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