regeneraciÓn de suelos

8/16/2019 REGENERACIÓN DE SUELOS

http://slidepdf.com/reader/full/regeneracion-de-suelos 1/6

El suelo es un recurso natural no

renovable, al menos en una escala de

tiempo humano (Jenny, 1980). Tene-

mos por tanto la obligación de mante-

nerlo y conservarlo para las presentes

y futuras generaciones. Además de

sus funciones como soporte físico y

productor de alimentos, juega un papel

critico en el mantenimiento de la cali-

dad del aire, almacenamiento de agua

y nutrientes para las plantas y microor-ganismos, y como medio purificador

de contaminantes mediante procesos

físicos, químicos y biológicos. Esto

implica la necesidad de adaptarlo a

diversos usos (agricultura, bosque,

suelo urbano, industria…), pero siem-

pre tendiendo hacia una “sostenibili-

dad” de dicho recurso natural.

El manejo sostenible del suelo

implica el concepto de “usar, mejorar y

recuperar” la capacidad productiva del

suelo y los procesos que soportan lavida en el mismos, el mas básico de

todos los recursos naturales.

Los microorganismos del suelo y

su actividad tienen una destacada

relevancia en la sostenibilidad del

suelo, ya que intervienen en gran parte

de los procesos que tienen lugar en el

ecosistema. Los microorganismos

ejercen una gran influencia en nume-

rosas reacciones de oxidación, hidróli-

sis y degradación de materia orgánica,que a su vez tienen un claro reflejo en

los ciclos del carbono, nitrógeno, fósfo-

ro y otros elementos (Balloni y Favilli,

1987), estableciendo con ello las con-

diciones idóneas para el desarrollo deuna cubierta vegetal estable, impres-

cindible para que un suelo posea una

calidad adecuada y mantenga una fer-

tilidad natural conveniente, capaz de

reaccionar frente a agresiones exter-

nas evitando así su degradación.

Tradicionalmente el manejo de los

suelos agrícolas ha estado encamina-

do únicamente a la obtención de un

máximo rendimiento de cosecha. Esto

ha conducido a una sobreexplotaciónde estos suelos que ha dado lugar a la

pérdida de fertilidad de los mismos y a

su posterior abandono. Este factor

antrópico unido, en este caso, a facto-

res propios del área mediterránea

(Tabla 1), han dado lugar a extensas

áreas de suelo que presentan sínto-

mas severos de degradación, siendo

los procesos de erosión hídrica los que

predominan en esta zona (Albadalejo,

1990). Estos procesos erosivos provo-

can una reducción de la cubierta vege-

tal, principal fuente de materia orgáni-ca del suelo, la cual es la principal

precursora de su sostenibilidad.

El ciclo natural de la materia es

cerrado, de forma que con los mismos

elementos químicos se hacen y des-

hacen toda una serie de estructuras,

sin generar ningún tipo de residuo que

no sea asimilable por la naturaleza.Por tanto, los sistemas naturales no

generan productos residuales acumu-

lables. La intervención humana ha roto

el citado ciclo natural de la materia

Compostaje

Semiarid soils surrounding the

Mediterranean area, are

subjected to progressive

degradation and consequently,

present low organic matter

contents, the main prerequisite

of sustainability. One method

for recovering these degraded

soils of semiarid areas is to

incorporate organic mattersuch as that existing in urban

organic wastes.

The aim of this study was to

evaluate the effectiveness of

the addition of urban organic

wastes in halting erosion

processes and soil degradation

in SE, Spain. Soil physical,

biological and biochemical

properties were improved by

the organic amendment due to

the plant cover grew three

months after the addition of the

organic residue which lasted

throughout the two years, of the

experiment. Amended soil

showed lower soil loss than

unamended soils. The

incorporation of compost

seemed to have a greater

positive effect on soilproperties.

Uso de la fracción orgánica

de los residuos urbanos en larecuperación de suelos degradados

Summary

Margarita RosDepartamento de Conservación de Suelos y Agua y Manejo de Residuos Orgánicos

Centro de Edafología y Biología Aplicada del Segura (CEBAS-CSIC)

Sostenibilidad del suelo

Valorización de losresiduos urbanos



para obtener los bienes que necesita,

ya que extrae las materias primas y

después de utilizarlas y procesarlas,

quedan una serie de restos que no son

asimilables pero sí acumulables.

Dado que la producción de resi-

duos es inevitable, pues cualquier acti-

vidad humana, urbana, agrícola, gana-

dera o industrial genera residuos, es

necesario actuar en consecuencia

para una eliminación racional de estos

residuos evitando sus efectos negati-

vos sobre el medio ambiente y de

forma que se mantengan los equili-

brios ecológicos naturales. La idea de

que los residuos son un recurso

secundario valioso, forma parte de laorientación Comunitaria. El Plan

Nacional de Residuos Urbanos esta

basado en las prioridades comunita-

rias: Prevención, Valorización y Elimi-

nación. Pretendiendo con ello preser-

var los recursos naturales y mantener

e incluso aumentar, la calidad ambien-

tal.

Dentro de las prioridades comuni-

tarias la Valorización de los residuos

urbanos comprende: reciclado demateria, compostaje y recuperación de

energía. Nosotros nos hemos fijado en

el reciclado de materia, particularmen-

te materia orgánica, y en el composta-

je.

Los residuos orgánicos urbanos,

poseen una cantidad elevada (48-60%)

de materia orgánica, fuente importante

de energía que no podemos permitir-

nos desaprovechar, ya que se produce

de forma continua y no supone altos

costes. Esta materia orgánica no esta-bilizada, puede poseer microorganis-

mos patógenos, sustancias tóxicas,

malos olores, metales pesados, pre-

sencia de inertes y salinidad, aspectos

que pueden provocar un impacto

ambiental negativo debido al mal uso

de dichos materiales orgánicos. Algu-

nos de estos aspectos, pueden ser

subsanables si se realizan adecuados

procesos de estabilización, siendo los

procesos de compostaje, los más

empleados actualmente y de donderadica su importancia y nuestro interés.

El proceso de compostaje pasa por dos

fases: fase de mineralización y fase de

maduración, donde se conseguirá sin

duda, destruir las sustancias fitotóxicas

y los microorganismos patógenos con-

tenidos en los residuos, eliminando los

malos olores y garantizando su sanea-

miento, consiguiendo al mismo tiempo

una materia orgánica más estable y

humificada y útil para ser empleada

como fertilizante orgánico en los sue-

los, ya que posee además, unas canti-

dades nada despreciables de macro y

micronutrientes.

La existencia de grandes extensio-

nes de área mediterránea degradada

con un escaso contenido en materia

orgánica y la existencia de un plan

nacional de residuos cuya base funda-

mental es la valorización de los resi-

duos, ha dado lugar a proponer un uso

alternativo, al uso agrícola que tradi-

cionalmente se le ha dado a este tipode materia orgánica. El uso de mate-

riales orgánicos en recuperación de

suelos es otra utilidad importante que

puede y debe entrar en las tecnologías

que hoy llamamos biorremediación, ya

que se trata de incentivar la fertilidad

de un suelo mediante la adición al

mismo de una materia orgánica “joven”

capaz de actuar positivamente sobre

el suelo proporcionando una buena

actividad microbiana y como materiasorgánicas que son, actuando sobre

sus propiedades físicas, fisico-quími-

cas, biológicas y microbiológicas. Ya

que para conseguir la recuperación de

un suelo es necesario previamente

regenerar la fertilidad del mismo (Alba-

dalejo y Díaz, 1990).

Es interesante en estudios de este

tipo poder monitorizar mediante la

medida de distintos parámetros que

determinen el estado del suelo, si larecuperación pretendida se esta consi-

guiendo. Tradicionalmente se han utili-

zado medidas de parámetros físicos y

fisico-químicos, sin embargo, el

empleo de parámetros biológicos (Car-

bono de biomasa, respiración basal,

medida de ATP y enzimas oxidorre-

ductasas tales como deshidrogenasas

y catalasas) y bioquímicos (enzimas

hidrolasas del ciclo del carbono, nitró-

geno o fósforo) son más recientes y su

interés radica en que son parámetros

más sensibles que los anteriores acualquier tipo de agresión o estrés que

pueda sufrir el ecosistema, ya que

están relacionados directamente con

el desarrollo y la actividad de los micro-

organismos existentes en el medio.

Sin embargo, hay que señalar que

medidas como las propuestas no

resultan sencillas debido a lo compli-

cado que es el estudio de los microor-

ganismos y de sus reacciones a nivel

del microhabitat. La medida de un solo

parámetro es difícil que pueda resultarútil y satisfactoria como reflejo de su

estado. Por ello, una interrelación de

todos los parámetros resultaría lo ver-

daderamente eficaz para conocer el

Acciones Antrópicas

Agricultura intensivaPracticas agrícolas inadecuadasDeforestación indiscriminada

Factores propios del área mediterránea

Clima semiáridoRelieve: inclinación de los suelosSubstrato litológico: rocas carbonatadas,

sedimentos cuaternariosy formación de margas que dan lugar asuelos fácilmente erosionables.Escasa cobertura vegetal

Compostaje

Uso de la fracción orgánica de losresiduos urbanos como estrategia parala recuperación de suelos degradados

Tabla 1. Causas de la degradación de los suelos del área mediterránea

La existencia de grandes

extensiones de área

mediterránea degradada

con un escaso contenido en materia orgánicaa y la

existencia de un plan

nacional de residuos

cuya base fundamental

es la valorización de los

residuos, ha dado lugar

a proponer un uso

alternativo al uso agrícola



estado del suelo y, sí la recupe-

ración del suelo enmendado

con la materia orgánica de los

residuos urbanos se esta pro-

duciendo.

Las investigaciones en

experimentos de campo pue-

den constituir la aproximación

más realista al proceso natural

de degradación de los suelos y

principalmente en el área que

nos ocupa que es el área medi-

terránea. En este sentido se eligió un

suelo agrícola abandonado durante 20años, con síntomas severos de degra-

dación, done se diseñaron parcelas de

30m2, con una pendiente del 15%, a

las que se les añadieron la fracción

orgánica de un residuo urbano sin

estabilizar (RF) y la fracción orgánica

de este mismo residuo urbano des-

pués de un proceso de compostaje,

afino y maduración (Compost, C).

Todos los materiales orgánicos se

incorporaron en los 15-20 cm superfi-

ciales del suelo con ayuda de un roto-vator, en una única dosis de 25 kg m -2.

Parcelas sin adicción de material orgá-

nico se usaron como suelo control.

A pie de cada una de las parcelas

se instaló un equipo de recogida de

sedimentos y escorrentía (Figura 1)

para comprobar sí la incorporación de

los materiales orgánicos a un suelo

degradado evita la pérdida de la capa

arable del suelo, rica en materia orgá-

nica, actuando así contra la degrada-

ción de los suelos.

Al mismo tiempo, se tomaron

muestras de suelo periódicamente

para realizar un seguimiento de los

distintos parámetros capaces de deter-

minar a lo largo de los dos años que

duró el experimento, si la

recuperación pretendida se

esta consiguiendo.

• Biomasa vegetal

La aparición de una cubier-

ta vegetal espontánea, en los

suelos enmendados tres

meses después de la incor-

poración de los materiales

orgánicos y el mantenimiento

de la misma durante los dos años del

experimento (Figura 2 y 3), permiteque los restos de las plantas y los exu-

dados de las raíces, principales fuen-

tes de materia orgánica del suelo,

mantengan una población microbiana

estable, ya que incorporan compues-

tos carbonados que actúan como

fuente de energía para los microorga-

nismos, además de evitar la degrada-

ción de los suelos mediante procesos

de erosión hídrica (Balloni y Favilli,

1987).

• Procesos de erosión hídrica:

pérdida de suelo

Se produjo una reducción significa-

tiva en la pérdida de suelo comparado

con el suelo control en todos los sue-

los enmendados (Figura 4), debido al

efecto protector de la cubierta vegetal

contra el impacto de las gotas de lluvia

(Mostaghim et al., 1989) y a la mejora

de la agregación del suelo, indicativo

de la mejora de su estructura, la cual

favorece el desarrollo radicular de lasplantas y el alma-

cenamiento y mo-

vimiento de agua y

gases en el suelo

(Figura 5). La

mayor estabilidad

de la materia orgá-

nica del compost

condujo a una

mayor reducción

de pérdida de

suelo (90%) que elresiduo sin estabi-

lizar (RF 78%)

debido tanto a la

mayor cubierta

Compostaje

Figura 1 Diseño del equipo de recogida de sedimentos.

Investigacióndesarrollada

Influencia de las enmiendas

orgánicas en diversosparámetros de calidad

Figura 2 . Vegetación generadaen las diferentes parcelas.

Las investigaciones

en experimentos de campo

pueden constituir la

aproximación más realista

al proceso natural de

degradación de los suelos

y principalmente en el área

que nos ocupa, que es el

área mediterránea

Figura 3 Cobertura vegetal en las diferentes parcelas



vegetal desarrollada en las parcelas

enmendadas con compost como a unamayor agregación del suelo ya que los

exudados de las raíces favorecen la

agregación del suelo.

• Carbono del suelo

y sus fracciones

La incorporación de los materiales

orgánicos, produce un aumento del

carbono orgánico del suelo, mante-

niéndose los niveles de carbono por

encima de los del suelo con-trol hasta el final del periodo

experimental (Figura 6a).

Durante los nueve primeros

meses el contenido en car-

bono orgánico total disminu-

ye debido a la mineraliza-

ción que sufre el material

orgánico “joven”, y por tanto

susceptible de mineraliza-

ción (Garcia et al., 1992),

incorporado en el suelo. A

partir de entonces y hasta el

final del periodo experimen-tal, el contenido en carbono

del suelo permanece cons-

tante, indicativo de que se

ha alcanzado un equilibrio

en el suelo, favorecido por

las entradas de carbono a

través de la vegetación

espontánea generada en

las parcelas en estudio. La

incorporación de compost

mantiene un mayor conteni-

do de carbono orgánico enel suelo a lo largo de todo el

experimento debido a que

su materia orgánica es mas

estructurada y estable des-

pués del proceso de compostaje y por

tanto menos mineralizable. Además, laincorporación de compost favorece un

mayor desarrollo de la cubierta vege-

tal, principal fuente de materia orgáni-

ca de los suelos.

Los carbohidratos solubles en

agua, son una de las fuentes de car-

bono y energía más inmediatos para

los microorganismos, por lo que sus

niveles son reflejo de la acción micro-

biana. Esta fracción participa a lo largo

del experimento de un gran dinamis-

mo, continuamente se están formandoy degradando. En la Figura 6(b), pode-

mos observar dos máximos ( a los 9 y

20 meses) correspondientes a la esta-

ción de verano, donde las altas tempe-

raturas favorecen los procesos de

mineralización de los restos vegetales

de la vegetación incorporada al suelo.

Los exudados radicales, generados

por esta vegetación también favorecen

este parámetro (Campbell y Zentner,

1993). Esta evolución a lo largo de los

dos años nos lleva a decirque en los suelos enmen-

dados se ha producido

una revitalización de la

actividad microbiana, muy

importante para el mante-

nimiento de los procesos

que soportan la vida en el

suelo.

• Parámetros biológicos

y bioquímicos

La incorporación de losdistintos materiales orgáni-

cos al suelo supone en el

medio una explosión de

actividad microbiana res-

pecto al suelo control,

debido a la enorme bioma-

sa microbiana que introdu-

cen dichos materiales y a

la incorporación de fuen-

tes de carbono fácilmente

degradables. Este hecho

se refleja en parámetrostales como biomasa micro-

biana (Figura 7a) y la res-

piración basal (Figura 7b)

que nos indican respecti-

Compostaje

Figura 4 Valores totales de perdida de suelo en las diferentes parcelas Figura 5 Porcentaje de agregados estables en las diferentes parcelas

Figura 6 Evolución en el tiempo en el contenido de carbono orgánicototal(a) y carbohidratos solubles en agua(b) en las diferentes

parcelas.MDS mínima diferencia significativa (p<0.005)



vamente la cantidad de micro-

organismos existentes en el

medio (Nannipieri et al., 1990)

y su actividad (Anderson,

1982). Estos parámetros des-

cienden durante los nueve

primeros meses debido al

agotamiento de las fracciones

de carbono más degradables,

consumidas por los microor-

ganismos, así como a una

disminución del número de

microorganismos, principal-

mente los incorporados con el

material orgánico, ya que son

menos competitivos que la

población endógena del suelo

(Perucci, 1992).

A partir de los nueve pri-

meros meses los valores per-

manecen prácticamente con-

stantes con valores supe-

riores a los del suelo control

indicativo del equilibrio alcan-

zado en el suelo favorecido

por la incorporación de los

restos de plantas de la vege-

tación generada a partir del

tercer mes, que actúan comofuente de carbono y nutrien-

tes al sistema (Carrel et al.,

1979). Los suelos enmendados con

compost mantienen a lo largo del expe-

rimento una mayor biomasa microbiana

y actividad, que los enmendados con el

residuo urbano sin estabilizar (S + RF),

ya que la materia orgánica que incorpo-

ra el compost es más estructurada y

estable y tarda más en ser degradada.

Por otra parte en estos suelos se ha

desarrollado, como comentamos ante-

riormente, una mayor cubierta vegetal.

Ceccanti y García (1994), indicaron

que la importancia del estudio de las

actividades enzimáticas, deriva del

interés que tienen las enzimas en la

evolución y procesos degradativos de

la materia orgánica. Las actividades

enzimáticas del suelo desempeñan un

papel muy importante en los ciclos bio-

geoquímicos del suelo (Ciclo del carbo-

no (b-glucosidasas), nitrógeno (urea-

sas y proteasas) y fósforo (fosfatasas).Sin embargo, debido a la especificidad

de las enzimas por el sustrato, la medi-

da simultánea de varias actividades

enzimáticas es lo que resulta verdade-

ramente eficaz, para seguir la evolu-

ción de la materia orgánica en el suelo,

variaciones de sustratos y microorga-

nismos, es decir, la fertilidad microbio-

logica del suelo (Gil Sotres et al.,

1992).

La b-glucosidasa representa el

grupo de enzimas que catalizan la

hidrólisis de varios b-glucosidos pre-

sentes en la materia orgánica o en losresiduos de plantas en descomposición

(Hayano y Tubaki, 1985). La actividad

b-glucosidasa aumenta hasta el final

del periodo experimental (Figura 8a),

manteniéndose siempre los valores por

encima del suelo control. La actividad

de esta enzima se ve favorecida por la

presencia de la vegetación y de los

materiales carbonados incluidos en el

material que proporcionan los sustratos

para la síntesis de dicha enzima, obte-

niendo energía para los microorganis-mos del medio.

La ureasa es una enzima del ciclo

del nitrógeno que hidroliza la urea a

amonio. La existencia de

sustratos en el medio hace

que la actividad aumente,

manteniéndose hasta el final

del periodo experimental con

valores similares, pero por

encima del suelo control

(Figura 8b), lo que sugiere la

existencia de complejos enzi-

ma-humus tal y como han

puesto de manifiesto algunos

autores (Nannipieri et al.,

1980). Por otra parte, el buen

desarrollo vegetal en los sue-

los enmendados, cuyos res-

tos y exudados radicales

aumentan los sustratos nitro-

genado en el suelo (Garcia etal., 1997) favorecen la sínte-

sis de esta enzima.

Las fosfatasas hidrolizan

diversos compuestos orgáni-

cos de fósforo transformán-

dolos a compuestos inorgáni-

cos de fósforo asimilables

por las plantas, de ahí la

importancia de la enzima. La

actividad en los suelos

enmendados era superior ala del suelo control (Figura

8c) debido a la existencia de

sustratos en el medio y a la demanda

de fósforo inorgánico por las plantas

generadas en estos suelos. Durante el

segundo año esta actividad disminuyó

pero nunca llegó a valores por debajo

de los del suelo control.

Un rasgo común, observado en

todas las actividades enzimáticas y en

la respiración basal, es unos valores

iniciales menores de lo que cabríaesperar, ya que la incorporación de la

materia orgánica debería producir un

aumento significativo de la actividad de

los microorganismos y de forma indi-

recta en las distintas actividades enzi-

máticas. Esta inhibición que se observó

y que con el tiempo desaparece, se

puede deber a la incorporación tan ele-

vada de materia orgánica, la cual pro-

duce un estrés en la actividad micro-

biana del suelo, así como a la

presencia de compuestos tóxicos (sali-nidad, compuestos orgánicos de bajo

peso molecular, metales pesados…)

los cuales gracias al carácter depurado

del suelo se degradan con el tiempo.

Figura 7 Evolución en el tiempo del carbono de la biomasa

microbiana(a) y de la respiración basal (b) en las diferentesparcelas.MDS mínima diferencia significativa (p<0.005)

Compostaje



La conclusión a la que

podemos llegar en este estu-

dio es que la incorporación de

materia orgánica obtenida de

residuos orgánicos urbanos a

suelos degradados, es un

método efectivo para conse-

guir su recuperación en zonas

semiáridas, siendo a partir del

primer año de la incorporación

de la enmienda cuando pode-

mos hablar de restablecimien-

to del equilibrio en el suelo. La

mejora de las propiedades

físicas del suelo, provocada

por la enmienda orgánica,

favorece el desarrollo de una

cobertura vegetal, que es laprincipal precursora de la

materia orgánica de un suelo,

evitando con ello los procesos

de erosión hídrica, principales

causantes de la degradación

de los suelos del área medite-

rránea, y reactivando la activi-

dad microbiana y los procesos

biogeoquímicos del suelo. Así

mismo, podemos concluir

también que la incorporación

de la fracción orgánica de losresiduos estabilizada (com-

post) parece ser más eficaz

que el empleo de esta fracción

sin estabilizar, ya que aporta

al suelo un carbono más esta-

ble capaz de permanecer en

dicho suelo por más tiempo, al

no sufrir procesos de minerali-

zación tan rápidos como los

materiales orgánicos no esta-

bilizados. Por otra parte favo-

rece un mayor desarrollo de

vegetación espontánea com-batiendo así de un modo más

efectivo los procesos de ero-

sión.

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Figura 8 . Evolución en el tiempo de la Actividad b-Glucosidasa) (a),Actividad Ureasa (b) y Actividad fofatasa (c) en las

diferentes parcelas.

Bibliografía

Compostaje

regeneraciÓn de suelos

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