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Terra preta

Terra preta ( pronunciación en portugués: [ ˈtɛʁɐ ˈpɾetɐ ] , literalmente "tierra negra" en portugués ), también conocida como tierra oscura amazónica o tierra negra india , es ...

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Terra preta ( pronunciación en portugués: [ ˈtɛʁɐ ˈpɾetɐ ] , literalmente "tierra negra" en portugués ), también conocida como tierra oscura amazónica o tierra negra india , es un tipo de suelo antropogénico muy oscuro y fértil ( antrosol ) que se encuentra en la cuenca del Amazonas . En portugués su nombre completo es terra preta do índio o terra preta de índio ("tierra negra del indio ", "tierra negra de los indios"). Terra mulata (" tierra mulata ") es de color más claro o marrón. [ 1 ]

Terra preta casera, con trozos de carbón vegetal indicados por flechas blancas.

La terra preta debe su característico color negro a su contenido de carbón vegetal erosionado, [ 2 ] y se elaboraba añadiendo una mezcla de carbón vegetal, huesos, cerámica rota, compost y estiércol al suelo amazónico de baja fertilidad. Producto del manejo del suelo y la agricultura de tala y quema de los pueblos indígenas de la Amazonía , [ 3 ] el carbón vegetal es estable y permanece en el suelo durante miles de años, fijando y reteniendo minerales y nutrientes. [ 4 ] [ 5 ]

La terra preta se caracteriza por la presencia de residuos de carbón vegetal de baja temperatura en altas concentraciones; [ 2 ] de grandes cantidades de pequeños fragmentos de cerámica ; de materia orgánica como residuos vegetales, heces de animales , huesos de pescado y animales, y otros materiales; y de nutrientes como nitrógeno , fósforo , calcio , zinc y manganeso . [ 6 ] Los suelos fértiles como la terra preta muestran altos niveles de actividad microorgánica y otras características específicas dentro de ecosistemas particulares .

Las zonas de terra preta generalmente están rodeadas de terra cocum ( [ ˈtɛʁɐ koˈmũ, ku- ] ), o "suelo común"; estos son suelos infértiles, principalmente acrisoles , [ 6 ] pero también ferralsoles y arenosoles . [ 7 ] Los suelos cultivables deforestados en la Amazonía son productivos por un corto período de tiempo antes de que sus nutrientes sean consumidos o lixiviados por la lluvia o las inundaciones. Esto obliga a los agricultores a migrar a un área no quemada y limpiarla (con fuego). [ 8 ] [ 9 ] La terra preta es menos propensa a la lixiviación de nutrientes debido a su alta concentración de carbón vegetal, vida microbiana y materia orgánica. La combinación acumula nutrientes, minerales y microorganismos y resiste la lixiviación.

Los suelos de terra preta fueron creados por las comunidades agrícolas precolombinas entre el 450  a. C. y el 950  d. C. [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] La profundidad del suelo puede alcanzar los 2 metros (6,6 pies) . Se informa que se regenera a una tasa de 1 centímetro (0,4 pulgadas) por año. [ 13 ]  

Historia

Primeras teorías

Los orígenes de las tierras oscuras amazónicas no resultaron del todo claros para los colonizadores posteriores. Una teoría sugería que se debían a la caída de ceniza volcánica en los Andes , dado que se encuentran con mayor frecuencia en las laderas de las terrazas más elevadas. Otra teoría consideraba que su formación era consecuencia de la sedimentación en lagos terciarios o en estanques recientes.

raíces antropogénicas

Los suelos con alto contenido de carbón vegetal y una presencia común de restos de cerámica pueden acumularse accidentalmente cerca de las viviendas a medida que se acumulan residuos de la preparación de alimentos, fogatas, huesos de animales y pescado , cerámica rota, etc. Se cree que muchas estructuras de suelo de terra preta se formaron bajo basureros de cocina , además de ser fabricadas intencionalmente a mayor escala. [ 14 ] [ 15 ] Las áreas cultivadas alrededor de las áreas de vivienda se denominan terra mulata . Los suelos de terra mulata son más fértiles que los suelos circundantes pero menos fértiles que la terra preta , y muy probablemente fueron mejorados intencionalmente con carbón vegetal.

Este tipo de suelo apareció entre el 450 a. C. y el 950 d. C. en sitios de toda la cuenca amazónica . [ 12 ] Investigaciones recientes han informado que la terra preta puede ser de origen natural, lo que sugiere que los pueblos precolombinos utilizaron y mejoraron intencionalmente áreas existentes de suelo fértil dispersas entre áreas de menor fertilidad. [ 16 ]

Amazonia

Los amazónicos formaron estructuras sociales complejas y a gran escala, incluyendo cacicazgos (particularmente en las regiones interfluviales) e incluso grandes pueblos y ciudades. [ 17 ] Por ejemplo, la cultura en la isla de Marajó pudo haber desarrollado una estratificación social y sustentado una población de 100 000 habitantes. Los amazónicos pudieron haber utilizado la terra preta para preparar la tierra para la agricultura a gran escala. [ 18 ]

El explorador español Francisco de Orellana fue el primer europeo en recorrer el río Amazonas en el siglo XVI. Informó sobre regiones densamente pobladas que se extendían cientos de kilómetros a lo largo del río, sugiriendo niveles de población que superaban incluso los actuales. Es posible que Orellana exagerara el nivel de desarrollo, aunque esto es objeto de debate. La evidencia que respalda su afirmación proviene del descubrimiento de geoglifos que datan de entre 0 y 1250 d. C. y de terra preta . [ 19 ] [ 20 ] Más allá de los geoglifos, estas poblaciones no dejaron monumentos duraderos, posiblemente porque construían con madera, que se habría podrido en el clima húmedo, ya que la piedra era escasa.

Cualquiera que fuera su extensión, esta civilización desapareció tras el colapso demográfico de los siglos XVI y XVII, debido a enfermedades introducidas por los europeos, como la viruela [ 20 ] y las incursiones de bandeirantes para capturar esclavos. [ 21 ] Los agricultores sedentarios volvieron a ser nómadas, aunque conservaron tradiciones específicas de sus antepasados ​​sedentarios. Sus descendientes seminómadas se distinguen, entre las sociedades indígenas tribales, por una aristocracia hereditaria, pero sin tierras , una anomalía histórica para una sociedad sin una cultura agraria sedentaria.

Además, muchos pueblos indígenas adoptaron un estilo de vida más nómada para escapar del colonialismo . Esto pudo haber reducido el atractivo de los beneficios de la tierra blanca , como su capacidad de regeneración: los agricultores no habrían podido cultivar el suelo regenerado durante sus migraciones. La agricultura de tala y quema pudo haber sido una adaptación a estas condiciones. Durante 350 años después de la llegada de los europeos, la parte portuguesa de la cuenca permaneció sin cultivar.

Ubicación

Los suelos de terra preta se encuentran principalmente en la Amazonía brasileña , donde Sombroek et al. [ 22 ] estiman que cubren al menos el 0,1-0,3%, o 6300 a 18900 kilómetros cuadrados (2400 a 7300 millas cuadradas ) de la Amazonía boscosa baja; [ 1 ] pero otros estiman esta superficie en el 10,0% o más (el doble del área de Gran Bretaña ). [ 13 ] [ 23 ] Predicciones recientes basadas en modelos sugieren que la extensión de los suelos de terra preta puede ser del 3,2% del bosque. [ 24 ]  

La terra preta existe en pequeñas parcelas con un promedio de 20 hectáreas (49 acres) , pero también se han reportado áreas de casi 360 hectáreas (890 acres) . Se encuentran en diversas situaciones climáticas, geológicas y topográficas . [ 1 ] Su distribución sigue los principales cursos de agua, desde la Amazonia oriental hasta la cuenca central, [ 25 ] o se ubica en sitios interfluviales (principalmente de forma circular o lenticular ) y de menor tamaño, con un promedio de aproximadamente 1,4 hectáreas (3,5 acres) (ver mapa de distribución de sitios de terra preta en la cuenca amazónica). [ 26 ] La expansión del bosque tropical entre las sabanas podría ser principalmente antropogénica, una noción con dramáticas implicaciones a nivel mundial para la agricultura y la conservación . [ 27 ]

También se conocen yacimientos de terra preta en los Llanos de Moxos de Bolivia, Ecuador , Perú y Guayana Francesa , [ 28 ] [ 29 ] y en el continente africano en Benín , Liberia y las sabanas sudafricanas . [ 6 ]

Pedología

En el sistema internacional de clasificación de suelos Base de Referencia Mundial para los Recursos del Suelo (WRB), la terra preta se denomina Antrosol Prético . El suelo original más común antes de transformarse en terra preta es el Ferralsol . La terra preta tiene un contenido de carbono que varía de alto a muy alto (más del 13-14% de materia orgánica) en su horizonte A, pero sin características hidromórficas. [ 30 ] La terra preta presenta variantes importantes. Por ejemplo, los jardines cercanos a las viviendas recibieron más nutrientes que los campos más alejados. [ 31 ] Las variaciones en las tierras oscuras amazónicas impiden determinar claramente si todas ellas fueron creadas intencionalmente para mejorar el suelo o si las variantes más claras son un subproducto de la ocupación.

Terra pretaLa capacidad de aumentar su propio volumen —y por lo tanto secuestrar más carbono— fue documentada por primera vez por el pedólogo William I. Woods de la Universidad de Kansas. [ 13 ] Este sigue siendo el misterio central de la terra preta.

Los procesos responsables de la formación de suelos de terra preta son: [ 7 ]

  • Incorporación de carbón vegetal
  • Incorporación de materia orgánica y de nutrientes
  • Crecimiento de microorganismos y animales en el suelo

Carbón vegetal

La transformación de biomasa en carbón vegetal produce una serie de derivados del carbón vegetal conocidos como carbono pirogénico o negro , cuya composición varía desde materia orgánica ligeramente carbonizada hasta partículas de hollín ricas en grafito formadas por la recomposición de radicales libres . [ 32 ] [ 33 ] Todos los tipos de materiales carbonizados se denominan carbón vegetal. Por convención, el carbón vegetal se considera cualquier materia orgánica natural transformada térmicamente o por una reacción de deshidratación con una relación oxígeno/carbono (O/C) inferior a 60; [ 32 ] se han sugerido valores menores. [ 34 ] Debido a las posibles interacciones con minerales y materia orgánica del suelo, es casi imposible identificar el carbón vegetal determinando únicamente la proporción de O/C. El porcentaje de hidrógeno/carbono [ 35 ] o marcadores moleculares como el ácido bencenopolicarboxílico, [ 36 ] se utilizan como segundo nivel de identificación. [ 7 ]

Los pueblos indígenas añadieron carbón vegetal de baja temperatura a suelos pobres. Se ha medido hasta un 9 % de carbono negro en algunos suelos de terra preta (frente a un 0,5 % en los suelos circundantes). [ 37 ] Otras mediciones encontraron niveles de carbono 70  veces mayores que en los ferralsoles circundantes , [ 7 ] con valores promedio aproximados de 50  Mg/ha/m. [ 38 ]

La estructura química del carbón vegetal en suelos de terra preta se caracteriza por grupos aromáticos policondensados ​​que proporcionan una estabilidad biológica y química prolongada frente a la degradación microbiana; también proporciona, después de la oxidación parcial, la mayor retención de nutrientes. [ 7 ] [ 38 ] El carbón vegetal de baja temperatura (pero no el de pastos o materiales con alto contenido de celulosa ) tiene una capa interna de condensados ​​de petróleo biológicos que las bacterias consumen, y es similar a la celulosa en sus efectos sobre el crecimiento microbiano. [ 39 ] La carbonización a alta temperatura consume esa capa y produce un pequeño aumento en la fertilidad del suelo. [ 13 ] La formación de estructuras aromáticas condensadas depende del método de fabricación del carbón vegetal. [ 36 ] [ 40 ] [ 41 ] La oxidación lenta del carbón vegetal crea grupos carboxílicos ; estos aumentan la capacidad de intercambio catiónico del suelo. [ 42 ] [ 43 ] El núcleo de partículas de carbono negro producidas por la biomasa permanece aromático incluso después de miles de años y presenta las características espectrales del carbón vegetal fresco. Alrededor de ese núcleo y en la superficie de las partículas de carbono negro se encuentran mayores proporciones de formas de carbono carboxílico y fenólico espacial y estructuralmente distintas del núcleo de la partícula. El análisis de los grupos de moléculas proporciona evidencia tanto de la oxidación de la propia partícula de carbono negro como de la adsorción de carbono no negro. [ 44 ]

Este carbón vegetal es, por lo tanto, decisivo para la sostenibilidad de la terra preta . [ 42 ] [ 45 ] La enmienda del ferralsol con carbón vegetal aumenta considerablemente la productividad. [ 25 ] A nivel mundial, las tierras agrícolas han perdido en promedio el 50% de su carbono debido al cultivo intensivo y otros daños de origen humano. [ 13 ]

El carbón vegetal fresco debe ser "cargado con nutrientes" antes de que pueda funcionar como biotopo . [ 46 ] Varios experimentos demuestran que el carbón vegetal sin cargar puede provocar un agotamiento temporal de los nutrientes disponibles al introducirlo en el suelo, hasta que sus poros se llenen de nutrientes. Esto se soluciona remojando el carbón vegetal durante dos a cuatro semanas en cualquier nutriente líquido (orina, té de plantas, té de lombrices, etc.). [ 47 ]

materia orgánica y nutrientes

La porosidad del carbón vegetal permite una mejor retención de materia orgánica, agua y nutrientes disueltos, [ 42 ] [ 48 ] así como de contaminantes como pesticidas e hidrocarburos policíclicos aromáticos. [ 49 ]

materia orgánica

El alto potencial de absorción de moléculas orgánicas (y de agua) del carbón vegetal se debe a su estructura porosa. [ 7 ] Terra pretaLa alta concentración de carbón vegetal sustenta una alta concentración de materia orgánica (en promedio tres veces mayor que en los suelos pobres circundantes), [ 7 ] [ 38 ] [ 43 ] [ 50 ] hasta 150  g/kg. [ 25 ] La materia orgánica se puede encontrar a una profundidad de 1 a 2 metros (3 pies 3 pulgadas a 6 pies 7 pulgadas) . [ 30 ]    

Bechtold propone utilizar terra preta para suelos que presenten, a 50 centímetros (20 pulgadas) de profundidad, una proporción mínima de materia orgánica superior al 2,0-2,5 %. La acumulación de materia orgánica en suelos tropicales húmedos es una paradoja, debido a las condiciones óptimas para su degradación. [ 38 ] Es notable que los antrosoles se regeneren a pesar de la prevalencia de estas condiciones tropicales y sus rápidas tasas de mineralización. [ 25 ] La estabilidad de la materia orgánica se debe principalmente a que la biomasa se consume solo parcialmente. [ 38 ] 

Nutrientes

Los suelos de terra preta también muestran mayores cantidades de nutrientes y una mejor retención de estos nutrientes que los suelos infértiles circundantes. [ 38 ] La proporción de P alcanza 200–400  mg/kg. [ 51 ] La cantidad de N también es mayor en el antrosol, pero ese nutriente está inmovilizado debido a la alta proporción de C sobre N en el suelo. [ 25 ]

La disponibilidad de P , Ca , Mn y Zn en el antrosol es mayor que en el ferrasol. La absorción de P, K , Ca, Zn y Cu por las plantas aumenta cuando se incrementa la cantidad de carbón vegetal disponible. La producción de biomasa para dos cultivos ( arroz y Vigna unguiculata ) aumentó entre un 38 y un 45 % sin fertilización ( P  <  0,05), en comparación con los cultivos en ferrasol fertilizado. [ 25 ]

La adición de trozos de carbón vegetal de aproximadamente 20 milímetros (0,79 pulgadas) de diámetro, en lugar de carbón vegetal molido, no modificó los resultados, excepto en el caso del manganeso (Mn) , cuya absorción aumentó considerablemente. [ 25 ] 

La lixiviación de nutrientes es mínima en este antrosol, a pesar de su abundancia, lo que resulta en una alta fertilidad. Sin embargo, cuando se aplican nutrientes inorgánicos al suelo, el drenaje de nutrientes en el antrosol supera al del ferralsol fertilizado. [ 25 ]

Como fuentes potenciales de nutrientes, solo el C (a través de la fotosíntesis ) y el N (de la fijación biológica) pueden producirse in situ . Todos los demás elementos (P, K, Ca, Mg, etc.) deben estar presentes en el suelo. En la Amazonía, el aporte de nutrientes proveniente de la descomposición de la materia orgánica disponible de forma natural falla, ya que las fuertes lluvias arrastran los nutrientes liberados y los suelos naturales (ferralsoles, acrisoles, lixisoles, arenosoles, uxisoles, etc.) carecen de la materia mineral para proporcionar esos nutrientes. La materia arcillosa que existe en esos suelos es capaz de retener solo una pequeña fracción de los nutrientes disponibles a partir de la descomposición. En el caso de la terra preta , las únicas fuentes posibles de nutrientes son primarias y secundarias. Se han encontrado los siguientes componentes: [ 38 ]

  • Excrementos humanos y animales (ricos en P y N );
  • Restos de cocina, como huesos de animales y caparazones de tortuga (ricos en P y Ca );
  • Ceniza residual procedente de la combustión incompleta (rica en Ca, Mg , K , P y carbón vegetal);
  • Biomasa de plantas terrestres (por ejemplo, compost ); y
  • Biomasa de plantas acuáticas (por ejemplo, algas ).

La saturación de pH y de base es más importante que en los suelos circundantes. [ 51 ] [ 52 ]

Microorganismos y animales

La lombriz de tierra peregrina Pontoscolex corethrurus ( Oligochaeta : Glossoscolecidae ) ingiere carbón vegetal y lo mezcla hasta convertirlo en una forma finamente molida con el suelo mineral. P. corethrurus está ampliamente distribuida en la Amazonia y notablemente en claros después de procesos de quema gracias a su tolerancia a un bajo contenido de materia orgánica en el suelo. [ 53 ] Esto como un elemento esencial en la generación de terra preta , asociado con conocimientos agronómicos que implican estratificar el carbón vegetal en capas finas y regulares favorables para su enterramiento por P. corethrurus .

Algunas hormigas son repelidas de la terra preta fresca ; se observa que su densidad es baja unos 10 días después de su producción en comparación con la de los suelos de control. [ 54 ]

Investigación moderna sobre la creación de terra preta

terra preta sintética

Un término acuñado recientemente es ' terra preta sintética'.'. [ 55 ] [ 56 ] STP es un fertilizante compuesto de materiales que se cree replican los materiales originales, incluyendo arcilla triturada, harina de sangre y huesos, estiércol y biocarbón [ 55 ] es de naturaleza particulada y capaz de moverse hacia abajo en el perfil del suelo y mejorar la fertilidad del suelo y el carbono en los agregados y peds del suelo actuales en un marco de tiempo viable. [ 57 ] Dicha mezcla proporciona múltiples mejoras del suelo alcanzando al menos la calidad de terra mulata . La harina de sangre, huesos y el estiércol de gallina son útiles para la adición de abono orgánico a corto plazo. [ 58 ] Quizás la parte más importante y única de la mejora de la fertilidad del suelo es el carbono, que se cree que se incorporó gradualmente hace 4 a 10 mil años. [ 59 ] El biocarbón es capaz de disminuir la acidez del suelo y si se empapa en un líquido rico en nutrientes puede liberar lentamente nutrientes y proporcionar hábitat para los microbios en el suelo debido a su alta área superficial porosa . [ 2 ]

El objetivo es un proceso económicamente viable que podría incluirse en la agricultura moderna. Los suelos tropicales pobres promedio se enriquecen fácilmente a terra preta nova mediante la adición de carbón vegetal y humo condensado. [ 60 ] La terra preta puede ser una vía importante para el futuro secuestro de carbono, al tiempo que revierte la actual disminución mundial de la fertilidad del suelo y la desertificación asociada . Si esto es posible a mayor escala aún no se ha demostrado. La alfalfa arbórea (tagasaste o Cytisus proliferus ) es un tipo de árbol fertilizante utilizado para hacer terra preta . Se están realizando esfuerzos para recrear estos suelos por parte de empresas como Embrapa y otras organizaciones en Brasil. [ 61 ] Un número creciente de startups ofrece escalar la producción de biocarbón en el Sur Global a través de la venta de créditos de carbono. Ejemplos incluyen la startup tanzana Dark Earth Carbon (DEC), que cuenta con el apoyo del Fondo de Crecimiento Verde (Financiamiento Climático Internacional) de la Oficina de Asuntos Exteriores, de la Commonwealth y de Desarrollo del Reino Unido. [ 62 ] [ 63 ] Un número creciente de iniciativas activas en todo el mundo están comercializando proyectos de biocarbón y créditos de carbono. [ 64 ]

La terra preta sintética se produce en el Centro Sachamama para la Regeneración Biocultural en la Alta Amazonía, Perú. Esta área posee numerosas zonas de suelo terra preta , lo que demuestra que este antrosol se formó no solo en la cuenca amazónica, sino también en altitudes más elevadas. [ 65 ]

Alfons-Eduard Krieger desarrolló un proceso de terra preta sintética para producir un suelo con alto contenido de humus, rico en nutrientes y con capacidad de adsorción de agua. [ 66 ]

saneamiento de Terra preta

Los sistemas de saneamiento de terra preta (TPS) se han estudiado como una opción de saneamiento alternativa mediante el uso de los efectos de las condiciones de ayuda láctica en inodoros secos que desvían la orina y un tratamiento posterior mediante vermicompostaje . [ 67 ]

Véase también

Notas

  1. 1 2 3 Denevan, William M.; Woods, William I. "Descubrimiento y conocimiento de las tierras oscuras antropogénicas amazónicas (terra preta)" (PDF) . Archivado del original (PDF) el 24 de septiembre de 2015.
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