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Capa superficial del suelo

Escorrentía superficial de la capa superior del suelo de un campo en Iowa durante una tormenta. La capa superficial del suelo es la capa superior del mismo . Posee la mayor conc...

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Escorrentía superficial de la capa superior del suelo de un campo en Iowa durante una tormenta.

La capa superficial del suelo es la capa superior del mismo . Posee la mayor concentración de materia orgánica y microorganismos , y es donde se produce la mayor parte de la actividad biológica del suelo terrestre .

Descripción

La capa superficial del suelo está compuesta de partículas minerales y materia orgánica , y suele tener una profundidad de 13 a 25 cm (5 a 10 pulgadas  ). En conjunto, estos componentes forman un sustrato capaz de retener agua y aire, lo que favorece la actividad biológica.

Generalmente, la capa superficial del suelo presenta una alta concentración de raíces, ya que es allí donde las plantas obtienen la mayor parte de sus nutrientes vitales . Esta capa también alberga una importante actividad bacteriana , fúngica y entomológica , sin la cual la calidad del suelo se degradaría. Las bacterias y los hongos pueden ser esenciales para facilitar el intercambio de nutrientes con las plantas y para descomponer la materia orgánica en una forma que las raíces puedan absorber. Los insectos también desempeñan un papel importante en la descomposición del material, la aireación y la rotación del suelo. [ 1 ] Una capa superficial del suelo sana constituye un microbioma muy rico que alberga una amplia variedad de especies. [ 2 ]

La materia orgánica proporciona nutrientes a los organismos vivos y su cantidad varía entre los diferentes suelos; una mayor cantidad de materia orgánica aumenta la resistencia de la estructura del suelo. Con el tiempo, se condensa y se asienta de diferentes maneras según las condiciones, como la exposición. La deshidratación también afecta la estructura. El volumen de la capa superficial del suelo deshidratada disminuye sustancialmente y es más propensa a la erosión eólica . [ 3 ]

Producción

La capa superficial del suelo se produce de forma natural . La capa superficial natural, que ha sido extraída y acondicionada para uso humano, constituye la mayor parte de la capa superficial comercial disponible. La tasa actual de uso y erosión supera la de generación de suelo. [ 4 ]

También es posible crear tierra vegetal artificial que permita algunos de los usos de la tierra vegetal en ingeniería o biología. [ 4 ] Ejemplos más tradicionales de sustratos artificiales para el crecimiento de plantas incluyen la terra preta y la mezcla para macetas . La tierra vegetal fabricada a base de minerales, biosólidos , compost y/o lodos de fábricas de papel [ 5 ] está disponible comercialmente. [ 6 ] Una mina de carbón a cielo abierto en Victoria, Australia , fue rehabilitada con tierra vegetal artificial de baja calidad hecha con materiales locales. [ 7 ]

Clasificación

En los sistemas de clasificación de suelos, la capa superficial se conoce como horizonte O u horizonte A. [ 8 ] [ 9 ] Los horizontes del suelo son capas paralelas a la superficie del suelo cuyas características físicas, químicas y biológicas difieren de las capas superiores e inferiores. La profundidad de la capa superficial se mide como la profundidad desde la superficie hasta la primera capa de suelo densamente compactada, conocida como subsuelo .

En Estados Unidos , no existe una definición legal federal del término "capa superficial del suelo" cuando se utiliza en el ámbito comercial.

Evaluación

Organizaciones como la British Standards Institution (BSI) y el Departamento de Agricultura de Carolina del Norte publican directrices sobre la calidad del suelo y los niveles deseados de nutrientes en la capa superficial del suelo, generalmente adecuados para muchas plantas. [ 10 ]

Dos tipos comunes de tierra vegetal comercial son la tierra vegetal a granel y la tierra vegetal en sacos. La siguiente tabla ilustra las principales diferencias entre ambas. [ 10 ]

Alternativamente, el BSI relaciona los siguientes valores:

Las tablas anteriores son para un grado multiuso y ciertos niveles pueden variar con respecto al pH del suelo .

También existen estándares para suelos especializados, adecuados para plantas con necesidades específicas, como suelos ácidos o ericáceos y suelos calcáreos . Estos presentan niveles de pH diferentes a los de los suelos comunes y están destinados al cultivo de distintas especies vegetales. Otras clasificaciones de suelos, como los de baja fertilidad, baja fertilidad ácida y baja fertilidad calcárea, están diseñadas para plantas que prosperan en suelos con pocos nutrientes.

Entre los ejemplos de plantas especializadas se encuentra la venus atrapamoscas , que se desarrolla en ambientes con bajo contenido de nitrógeno y fósforo , por lo que tolera menos los ambientes ricos en nutrientes que otras plantas y tiene menor capacidad para competir en ellos. Por otro lado, los arándanos requieren suelos ericáceos para crecer bien, mientras que el trébol se desarrolla mejor en suelos calcáreos. Por consiguiente, es fundamental seleccionar los suelos adecuados para las plantas que se pretenden cultivar, y de ahí la necesidad de establecer estándares.

Relación carbono/nitrógeno

La capa superficial del suelo es el recurso principal para el crecimiento de las plantas y el desarrollo de los cultivos. Los dos parámetros principales son el carbono y el nitrógeno. El carbono proporciona energía y el nitrógeno es necesario para que las plantas formen proteínas y, por lo tanto, tejidos. Las plantas los requieren en diferentes proporciones para un crecimiento adecuado. En el Reino Unido, una proporción óptima para la capa superficial del suelo es una relación C:N inferior a 20:1. Una base de serrín suele tener una alta relación C:N, del orden de 400:1, mientras que el heno de alfalfa tiene un bajo contenido de carbono y suele tener una relación C:N de alrededor de 12:1. [ 11 ]

Aplicación comercial

En el mercado se comercializan diversos tipos de tierra vegetal . Su uso típico incluye mejorar jardines y céspedes , así como cultivar plantas en macetas . También se venden sustrato para macetas , compost , estiércol y turba para uso doméstico, cada uno con fines específicos. La tierra vegetal no suele ser tan adecuada para el cultivo de plantas en macetas o frutas y verduras como el sustrato para macetas o el compost. Además, su uso para estos fines puede resultar prohibitivo en comparación con otras alternativas.

La capa superficial del suelo también se utiliza para una correcta nivelación de la superficie cerca de edificios residenciales. Para proteger contra inundaciones, el Código Residencial Internacional requiere una pendiente del 2 % ( 2,4 pulg (61 mm) ) para los primeros diez pies desde la vivienda. [ 12 ] Energy Star requiere una tasa de 0,5 pulg/pie (42 mm/m) .    

La tierra vegetal disponible comercialmente (fabricada o de origen natural) en el Reino Unido debe clasificarse según la norma británica BS 3882, cuya versión actual data de 2015. Esta norma contempla varias clasificaciones de tierra vegetal, y la clasificación final exige que el material cumpla ciertos criterios mínimos, como el contenido de nutrientes, los elementos fitotóxicos extraíbles, la distribución del tamaño de partícula, el contenido de materia orgánica, la relación carbono:nitrógeno, la conductividad eléctrica, la pérdida por ignición, el pH y la contaminación química y física. El muestreo de la tierra vegetal debe realizarse de acuerdo con la norma británica y europea BS EN 12579:2013, "Mejoradores de suelo y sustratos de cultivo: muestreo". [ 13 ]

Erosión

La erosión de la capa superficial del suelo ocurre cuando esta es arrastrada por el viento o el agua. Los costos anuales estimados de las pérdidas para la salud pública y el medio ambiente relacionadas con la erosión del suelo en los Estados Unidos superan los $45 mil millones. [ 14 ] Las prácticas agrícolas industriales convencionales , como el arado y la aplicación de grandes cantidades de fertilizantes líquidos sintéticos , pueden degradar la calidad del suelo. Los métodos de cultivo intensivo para satisfacer la alta demanda de alimentos con altos rendimientos de cultivos y el cultivo en monocultivos pueden agotar los nutrientes del suelo y dañar el microbioma del suelo . Estos factores pueden afectar la consistencia y la calidad del suelo, lo que resulta en una mayor erosión.

La escorrentía superficial de los campos agrícolas es un tipo de contaminación difusa . La capa superficial del suelo, así como los fertilizantes agrícolas y otros contaminantes potenciales , se escurren de los campos agrícolas desprotegidos cuando se producen lluvias intensas. Esto puede provocar la contaminación de los cursos de agua y las aguas subterráneas , y potencialmente contaminar las fuentes de agua potable. La proliferación de algas puede ocurrir cuando grandes cantidades de nutrientes inundan ríos, lagos u océanos, a menudo como resultado de la escorrentía agrícola o de las aguas residuales. Estas floraciones de algas nocivas pueden ser tóxicas y tener impactos devastadores en los ecosistemas y la vida silvestre. A menudo se las denomina mareas rojas debido a la presencia de algas rojas tóxicas que pueden afectar las fuentes de alimentos humanos al contaminar los mariscos. [ 15 ]

Sustainable techniques attempt to slow erosion through the use of cover crops in order to build organic matter in the soil. The United States loses almost 3 tons of topsoil per acre per year.[16]1 inch (2.5 cm) of topsoil can take between 500[17] and 1,000 years[18] to form naturally, making the rate of topsoil erosion a serious ecological concern. Based on 2014 trends, the world has about 60 years of topsoil left.[18][19]

Conservation

Erosion barriers on disturbed slope, Marin County, California
Contour plowing in Pennsylvania in 1938. The rows formed slow surface water run-off during rainstorms to prevent soil erosion and allow the water time to infiltrate into the soil.

Soil conservation is the prevention of loss of the topmost layer of the soil from erosion or prevention of reduced fertility caused by over usage, acidification, salinization or other chemical soil contamination.

La tala y quema y otros métodos insostenibles de agricultura de subsistencia se practican en algunas áreas menos desarrolladas. Una consecuencia de la deforestación suele ser la erosión a gran escala , la pérdida de nutrientes del suelo y, a veces, la desertificación total . Las técnicas para mejorar la conservación del suelo incluyen la rotación de cultivos , los cultivos de cobertura , la labranza de conservación y los cortavientos plantados , que afectan tanto a la erosión como a la fertilidad . Cuando las plantas mueren, se descomponen y se convierten en parte del suelo. El Código 330 define los métodos estándar recomendados por el Servicio de Conservación de Recursos Naturales de los Estados Unidos . Los agricultores han practicado la conservación del suelo durante milenios. En Europa, políticas como la Política Agrícola Común están apuntando a la aplicación de las mejores prácticas de manejo, como la labranza reducida , los cultivos de cobertura de invierno, [ 20 ] los residuos vegetales y los márgenes de pasto para abordar mejor la conservación del suelo. Se requiere acción política y económica adicional para resolver el problema de la erosión. Un obstáculo simple de gobernanza se refiere a cómo valoramos la tierra y esto puede cambiarse mediante la adaptación cultural. [ 21 ] El carbono del suelo es un sumidero de carbono , que juega un papel en la mitigación del cambio climático . [ 22 ]

Véase también

Referencias

  1. ↑ El porcentaje de materia húmica es una medida de la porción de materia orgánica que se ha descompuesto para formar ácidos húmicos y. El %HM representa la porción de materia orgánica que es químicamente reactiva. Este valor influye en la determinación de las dosis de cal y herbicidas.
  1. ↑ Neher, Deborah A.; Barbercheck, Mary E. (14 de octubre de 2019). "Microartrópodos del suelo y salud del suelo: intersección de la descomposición y la supresión de plagas en agroecosistemas" . Insects . 10 ( 12): 414. doi : 10.3390/insects10120414 . ISSN 2075-4450 . PMC 6955927. PMID 31756962 .   
  2. ^ Bahram, Mahoma; Hildebrand, Falk; Forslund, Sofía K.; Anderson, Jennifer L.; Soudzilovskaia, Nadejda A.; Bodegom, Peter M.; Bengtsson-Palme, Johan; Anslan, Sten; Coelho, Luis Pedro; Harend, Helery; Huerta-Cepas, Jaime (7 de marzo de 2017). "Estructura y función del microbioma global de la capa superior del suelo" . Naturaleza . 560 (7717): 233– 237. doi : 10.1038/s41586-018-0386-6 . hdl : 1887/73861 . ISSN 0028-0836 . PMID 30069051 . S2CID 51892834 .   
  3. ↑ Marsh, William M. (2010). Planificación del paisaje : aplicaciones ambientales (5.ª ed.). Hoboken, NJ: Wiley. ISBN   9780470570814.
  4. 1 2 "Suelo artificial: rápido y sucio" . New Scientist .
  5. ↑ Carpenter, Andrew F.; Fernandez, Ivan J. (marzo de 2000). "Lodos de pulpa como componente de la capa superior del suelo manufacturada". Journal of Environmental Quality . 29 (2): 387– 397. Bibcode : 2000JEnvQ..29..387C . doi : 10.2134/jeq2000.00472425002900020004x .
  6. ↑ Pettinelli, Dawn; Luce, Harvey D. "Compra de tierra vegetal" (PDF) . Laboratorio de análisis de nutrientes del suelo.
  7. ↑ Birjak, Anna; Walmsley, Alena; Anderson, Nicole; Missen, Jon; Yellishetty, Mohan (2020). "Evaluación a escala de campo de la capa superficial artificial del suelo: una experiencia en una mina de carbón victoriana" . Actas del 28.º Simposio Internacional sobre Planificación Minera y Selección de Equipos - MPES 2019. Springer Series in Geomechanics and Geoengineering. pp. 376–389 . doi : 10.1007/978-3-030-33954-8_45 . ISBN  978-3-030-33953-1. S2CID 212959835 . 
  8. ↑ Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA), División de Estudios de Suelos (1993). "Manual de Estudios de Suelos". Manual del USDA 18. Capítulo 3.
  9. ↑ Comité Nacional de Suelos y Terrenos (2009). Manual de campo australiano para el estudio de suelos y terrenos. Tercera edición . CSIRO, Melbourne.
  10. 1 2 "Superficie del suelo. Departamento de Agricultura de Carolina del Norte (julio de 1995)" (PDF) . ncagr.gov .
  11. ↑ Comprender la relación carbono-nitrógeno por Crow Miller ACRES https://www.ecofarmingdaily.com/build-soil/soil-inputs/minerals-nutrients/carbon-nitrogen-ratio/
  12. ↑ "Pendientes finales que se alejan de la cimentación | Centro de soluciones de Building America" . basc.pnnl.gov . Consultado el 15 de mayo de 2022 .
  13. ↑ BS 3882:2015 Especificación para la capa superficial del suelo
  14. ↑ "Bienvenido a Ingeniería Civil y Ambiental en CMU - Ingeniería Civil y Ambiental - Universidad Carnegie Mellon" (PDF) . Archivado del original (PDF) el 24 de junio de 2010.
  15. ↑ "Marea Roja (Intoxicación Paralítica por Mariscos) | Mass.gov" . www.mass.gov . Consultado el 11 de julio de 2022 .
  16. ↑ "Informe resumido del inventario de recursos naturales de 2007" . Servicio de Conservación de Recursos Naturales, Departamento de Agricultura de los Estados Unidos. Diciembre de 2009. pág. 97. 
  17. ↑ James Smolka (1 de mayo de 2001). "Comer localmente" . Discover . Consultado el 1 de mayo de 2001 .
  18. 1 2 "Solo quedan 60 años de agricultura si continúa la degradación del suelo" . Scientific American . 5 de diciembre de 2014.
  19. ↑ "¿Qué pasaría si se agotara el suelo del mundo?" . Time . 14 de diciembre de 2012.
  20. ↑ Panagos, Panos; Borrelli, Pasquale; Meusburger, Katrin; Alewell, Christine; Lugato, Emanuele; Montanarella, Luca (2015). "Estimación del factor de gestión de la cobertura de la erosión del suelo a escala europea" . Land Use Policy . 48 : 38–50 . Bibcode : 2015LUPol..48...38P . doi : 10.1016/j.landusepol.2015.05.021 .
  21. ↑ Panagos, Panos; Imeson, Anton; Meusburger, Katrin; Borrelli, Pasquale; Poesen, Jean; Alewell, Christine (2016-08-01). "Conservación del suelo en Europa: ¿deseo o realidad?" . Degradación y desarrollo de la tierra . 27 (6): 1547– 1551. Bibcode : 2016LDeDe..27.1547P . doi : 10.1002/ldr.2538 . ISSN 1099-145X . 
  22. ↑ Amelung, W.; Bossio, D.; de Vries, W.; Kögel-Knabner, I. ; Lehmann, J.; Amundson, R.; Bol, R.; Collins, C.; Lal, R.; Leifeld, J.; Minasny, B. (27 de octubre de 2020). "Hacia una estrategia de mitigación climática del suelo a escala global" . Nature Communications . 11 (1): 5427. Bibcode : 2020NatCo..11.5427A . doi : 10.1038/s41467-020-18887-7 . ISSN 2041-1723 . PMC 7591914. PMID 33110065 .   

Lecturas adicionales

  • Información clave sobre la capa superficial del suelo: está desapareciendo.
  • Mann, C (2008). "Nuestra buena Tierra" . Revista National Geographic . 214 (3): 80– 107. Archivado del original el 21 de enero de 2013.
  • Guía técnica electrónica de la oficina de campo del USDA : guías detalladas sobre conservación del suelo adaptadas a cada estado/condado.