REGENERACIÓN DE UN SUELO BIOLÓGICAMENTE ACTIVO

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1 REGENERACIÓN DE UN SUELO BIOLÓGICAMENTE ACTIVO En los espacios degradados por movimiento de tierras, tras la conformación del relieve hay que instalar un suelo biológicamente funcional. Esta práctica comprende varias fases: 1. Decapado de la tierra vegetal, es decir, retirada de los horizontes superficiales del suelo natural antes de iniciar la obra de ingeniería o la actividad extractiva a cielo abierto. 2. Si es necesario, almacenamiento de los horizontes superficiales en apilamientos temporales. Aunque si es posible hay que evitarlos. 3. En ocasiones se aplica una enmienda a la tierra vegetal para mejorar las propiedades que lo necesiten, antes de extenderla sobre la nueva topografía. 4. Extensión de la tierra vegetal sobre la nueva topografía. 5. Enmienda, abonado después de extender la tierra vegetal. 6. Preparación del terreno para la revegetación: descompactado, labrado, ahoyado, etc. En los ecosistemas no afectados por movimiento de tierras, es decir en ecosistemas naturales cuya degradación no ha afectado a la topografía, los trabajos de restauración específica sobre el suelo son infrecuentes. Lo más común es que las propiedades de los suelos tras un incendio o sobrepastoreo o abandono de tierras agrícolas, se regeneren a través de la revegetación. No obstante sí se realizan tareas de preparación del suelo para las plantaciones: terrazas, bancales, ahoyados, labrados. Generalmente van destinadas hacia el control de la erosión y la captación de la escorrentía en zonas secas. TRATAMIENTO DEL MATERIAL EDÁFICO EN ZONAS AFECTADAS POR MOVIMIENTO DE TIERRAS. Hay dos alternativas: tratamiento indiferenciado y decapado de la tierra vegetal (horizonte superficial). En el primero se tratan todos los materiales por igual durante la excavación. En el segundo se separa la capa superficial, correspondiente al horizonte A. A veces también se separan otros horizontes con propiedades favorables para ser utilizados como sustrato, o incluso depósitos (glacis). El decapado supone una complicación de algunas operaciones como el movimiento de tierras y el apilamiento de materiales. Las ventajas para el desarrollo de la vegetación y la disminución de la erosión ya se comentaron en el tema 2 Bases ecológicas de la restauración. En los ambientes mediterráneo-continentales y semiáridos es imprescindible contar con la tierra vegetal. La tierra vegetal se retira con un bulldozer, se carga con una pala y se transporta por camiones. Es recomendable extenderla sobre la superficie a restaurar directamente, sin apilamientos intermedios. Y no hacerlo en húmedo, para evitar compactaciones. Para estimar las reservas de tierra vegetal (el volumen de tierra a decapar) se puede utilizar la siguiente tabla: Profundidad (cm) Densidad aparente Material edáfico a mover (g/cm 3 ) m 3 /ha Mg/ha Las medidas de conservación de la tierra vegetal en los apilamientos son necesarias para mantener la actividad biológica en condiciones aerobias y la vitalidad de los propágulos vegetales. Además hay que evitar la pérdida por erosión de este material. Para ello hay que tener presente la geometría del apilamiento y el tratamiento que se le va a dar. Se recomienda que la altura del apilamiento no sea más de cinco veces superior al espesor del suelo original y la siembra del apilamiento con herbáceas.

2 EL PROBLEMA DE LA COMPACTACIÓN La retirada y posterior extensión de la tierra vegetal modifican la estructura del suelo. El problema más frecuente es la compactación del suelo debido a la maquinaria pesada utilizada en estas operaciones. Esta compactación puede dificultar la germinación y crecimiento de algunas especies por la resistencia a la penetración de las raíces. La compactación de los suelos también restringe el suministro de agua y aire a las raíces. Los sustratos con alto contenido en arcilla y bajo en arenas se compactan en mayor medida por causa del efecto de la maquinaria que los materiales más arenosos, sobre todo si la compactación se produce en condiciones húmedas. La compactación se produce al reorientarse las partículas de arcilla disponiéndose sus caras planas de forma paralela unas con otras, en lugar de la ordenación al aleatoria que tienen en condiciones naturales. La compactación también expele el aire y disminuye el volumen de poros. En condiciones de sequedad el material compactado es extremadamente denso y relativamente impenetrable. Aunque los procesos estacionales de humectación desecación y de hielo deshielo tienden a descompactar el material, lo hacen de forma lenta. El ripado mecánico u otros tratamientos físicos similares (utilización del subsolador o del arado de vertedera) pueden descompactar el material compactado y proporcionar un mejor ambiente para el crecimiento y desarrollo de las raíces. (Aunque el se pueda disminuir la densidad aparente, la densidad última (ultimate density) depende de muchos factores y puede incrementarse rápidamente). A largo plazo lo más efectivo es la incorporación de materia orgánica en el suelo. La materia orgánica mejora la formación de la estructura del suelo y cuando es incorporada durante el ripado se mantienen bajos niveles de densidad aparente durante períodos más prolongados. También la materia orgánica incrementa los nutrientes y la capacidad de almacenamiento de agua, aspectos muy beneficiosos para la revegetación. PREPARACIÓN DE LA CAMA DE SIEMBRA Además del descompactado hay que realizar una serie de labores para facilitar la implantación de la vegetación. Su objetivo es crear unas condiciones adecuadas para que las labores de implantación puedan realizarse correctamente y asegurar además niveles óptimos de germinación y arraigo de la vegetación. Este grupo de operaciones incluye una compactación ligera mediante pases de rodillo, rastrillado profundo, nivelado, despedregado, mullido, gradeo y arado entre otras. La realización de estas acciones depende también del tipo de revegetación que se vaya a realizar posteriormente. Si se va a realizar plantación arbórea o arbustivo mediante ahoyado no es necesario preparar el suelo tanto como si se va a realizar una revegetación con herbáceas. MEJORA DE LAS PROPIEDADES EDÁFICAS Con frecuencia los sustratos presentan carencias que limitan el desarrollo de la vegetación. Para resolver este problema se puede actuar a varios niveles: - Aplicación de enmiendas orgánicas para incrementar la fertilidad del suelo y mejorar sus propiedades físicas regulación del ciclo del agua). - Fertilización con productos químicos inorgánicos. - Adición de productos acondicionadores, estabilizantes y absorbentes para mejorar la estructura del suelo y su capacidad de retención de agua. A continuación se comenta la utilidad de las enmiendas orgánicas para superar algunos problemas más generales que aparecen en nuestro contexto geográfico. Enmiendas orgánicas para mitigar propiedades edáficas adversas - Textura: Sobre suelos arenosos, limosos o esqueléticos, la enmienda orgánica aumenta la capacidad de almacenamiento de agua. En suelos arcillosos se mejora la infiltración, percolación y la formación de costras. Para mejorar las limitaciones derivadas de la textura se aconseja aplicar 2,2 t/ha en los 8 cm superiores de suelo. - PH: En suelos con ph altos (>8,4), la materia orgánica puede reducirlo indirectamente, al favorecer la infiltración y la percolación y el lavado.

3 - Sodicidad: Materia orgánica cultivada o mezclada en los cm superiores reduce los efectos del sodio. La dosis a plicar en este caso es de hasta 4,2 t/ha en los 20 cm superficiales. - Salinidad: Al favorecer la percolación (en sitios semiáridos) se produce una reducción de la salinidad. - Niveles de nutrientes: Juega un papel importante en el suministro de nutrientes, sobre todo en ausencia de tierra vegetal. Los materiales de estéril contienen niveles suficientes de micronutrientes, pero no de N y P. La materia orgánica es fuente y vehículo de retención de los nutrientes. Sin embargo la enmienda orgánica no es un método adecuado de fertilización: 1kg de estiércol de vaca contiene 5 g de N, 2,5 g de K y 2,5 g de P. Las enmiendas orgánicas son importantes fuentes de energía para los microorganismos e intensifican los procesos biológicos. - Nivel de materia orgánica: La revegetación se ve muy favorecida por el incremento de materia orgánica en el suelo. La materia orgánica puede separarse en dos fracciones generales: estable y dinámica. Poco se puede hacer para cambiar el nivel de la materia orgánica estable, la cual se suele encontrar en equilibrio con las condiciones ambientales. Pero la materia orgánica dinámica se puede incrementar mediante el cultivo o la enmienda. La materia orgánica adicionada ha de tener una relación C/N de acuerdo con el objetivo de la revegetación. Las leguminosas tienen relaciones C/N más bajas. La paja y los residuos forestales muy altas (hasta 2000:1). Las cantidades de enmienda para aportar nutrientes y mejorar las propiedades físicas de los suelos empiezan a partir de 0,5 t/ha. Los métodos mecánicos de aplicación son los mejores. El material debe ser incorporado en los 15 cm superiores del suelo. Una técnica reciente consiste en cortar y trocear la biomasa vegetal antes de retirar la tierra vegetal, la cual se incorpora a la misma, descomponiéndose y mejorando sus condiciones. Tipos de materia orgánica que se pueden aplicar La materia orgánica de los suelos procede de los tejidos animales y vegetales. La aplicación de materia orgánica en restauración se puede hacer de las siguientes maneras: - Enterrado en verde de residuos de la cosecha: La tasa de descomposición es más alta que si se dejan sobre la superficie del suelo. Y se incrementa la infiltración y el control de la erosión. Las raíces que se descomponen in situ son fuentes importantes de C y al descomponerse mejoran la estructura del suelo. - Estiércol animal: Aporta numerosos micronutrientes y es una excelente fuente de materia orgánica. Mejora la infiltración, incrementa el intercambio de CO 2 y el contenido en materia orgánica. Contiene entre un 50-80% de agua y un 20-50% de sólidos volátiles, por lo que una aplicación de 10kg/ha suministra de 1 a 4 kg de materia orgánica. - Combinación de turba y fertilización mineral. La turba aumenta la capacidad de almacenamiento de agua, la aireación, la infiltración, facilita la retención de los nutrientes en forma disponible por las plantas, favorece la penetración de las raíces, etc. - Residuos urbanos. Contienen un 50% de materia orgánica, por lo que pueden ser importantes para construir y mantener la fertilidad de los suelos. Pueden ser aplicados en forma líquida o sólida. Existen algunas reservas para su aplicación derivadas del contenido en metales pesados, tóxicos para las plantas, que pueden ser así introducidos en las cadenas tróficas. También pueden aumentar la salinidad. - Residuos forestales. En teoría puede causar un efecto depresivo sobre el crecimiento vegetal al inmovilizar el N. Pero parece que la inmovilización es ligera. No obstante se recomienda añadir N con el residuo forestal. En plantaciones de leñosas en hoyos es conveniente añadir en el fondo del hoyo un fertilizante de liberación lenta y, una vez extendido éste, extender una capa de mulch para retener la humedad del suelo. Cuáles han de ser los niveles de abonado orgánico? Es una pregunta que no tiene una respuesta general. Los niveles deberían ser aquellos que aporten los nutrientes necesarios a las plantas, ayuden a mejorar las limitaciones del suelo para el crecimiento vegetal y favorezcan un sistema edáfico con capacidad de automantenimiento.

4 El nitrógeno La deficiencia de Nitrógeno asimilable por las plantas puede limitar el éxito de la revegetación y la estabilidad a largo plazo de la restauración. La deficiencia de Nitrógeno se produce porque la retirada de la tierra vegetal altera drásticamente el flujo de Nitrógeno a través del ecosistema suelo-planta-microorganismos y su recuperación puede llevar décadas o centurias. En efecto, se modifican las formas y cantidades en que el N se encuentra en los diversos componentes del ecosistema y se altera el subsistema microbiano responsable de la mineralización del N. Así, la biomasa vegetal, que contiene una buena parte del N del sistema, es eliminada y debe ser re-establecida. La biomasa microbiana, eje de las porciones orgánicas del ciclo del N, también con un importante contenido, es parcial o totalmente destruída y debe ser lentamente re-establecida. En cuanto a la biomasa y materia orgánica subterráneas son reincorporadas al suelo con la tierra vegetal, aunque con una disminución del contenido total de N y de la proporción de N fácilmente mineralizable. El almacenamiento de la tierra vegetal por largos períodos de tiempo puede alterar la forma y el contenido de N en el suelo. Para conseguir una comunidad de plantas auto-mantenible es necesario re-establecer un ciclo de Nitrógeno biológicamente activo. En los primeros estadíos de la revegetación, la mayoría de las plantas dependen del suelo para su abastecimiento de N, pero el subsistema suelo-mantillo, el cual suministra N rápidamente mineralizable a las plantas, ha sido alterado. Por ello durante unos años tras la siembra, el ecosistema en desarrollo tiende a acumular biomasa y nutrientes mientras se estabiliza. Durante este tiempo las biomasas de plantas y microorganismos y el componente de mantillo (humus) actúan como sumideros de N. Estos sumideros de N retiran N del ciclo de mineralización rápida, creando un déficit de N asimilable para el crecimiento de nuevas plantas. Por ello se hace necesario fertilizar con N para favorecer el crecimiento de las plantas hasta que el sistema se hace auto-sostenible. La tierra vegetal puede aliviar la deficiencia de N al proporcionar residuos de plantas y microorganismos que constituyen fuentes de N mineralizable y poseer los microorganismos que mineralizan. Entre las fuentes de N suplementario para las plantas, en tanto se desarrollan las vías de ciclado rápido de N, se encuentran el N fijado por las plantas y la fertilización. En la introducción de especies fijadoras de N hay que tener en cuenta su competencia con otras especies también deseables en la sucesión asistida- a las que pueden desplazar. Datos orientativos sobre la fertilización Antes de la siembra, al realizar las labores de preparación del terreno se puede abonar con unidades de P 2 O 5 y K 2 O, más 40 unidades de NO 3 NH 4. Tras la siembra como mantenimiento si se detectan déficits nutricionales se puede realizar una fertilización de mantenimiento a finales del invierno (febrero) con la siguiente composición: kg/ha de SO 4 K 2 al 50% kg/ha de superfosfato de cal al 18%. - Se puede añadir de forma opcional (NO 3 ) 2 Ca para reforzar el rebrote unidades/ha de nitrógeno repartidas en cinco veces a lo largo del año. Para ejemplares arbóreos la aplicación de nitrógeno por pie suele ser del orden de 5g/árbol.

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6 Contar la recuperación del ciclo de nutrientes de Bradshaw en las china clay mines. TABLA PARA ESTIMAR LAS RESERVAS DE TIERRA VEGETAL Profundidad (cm) Densidad aparente Material edáfico a mover (g/cm 3 ) m 3 /ha Mg/ha

7 TIPOS DE MATERIA ORGÁNICA QUE SE PUEDE APLICAR - Enterrado en verde de residuos de la cosecha: La tasa de descomposición es más alta que si se dejan sobre la superficie del suelo. Y se incrementa la infiltración y el control de la erosión. Las raíces que se descomponen in situ son fuentes importantes de C y al descomponerse mejoran la estructura del suelo. - Estiércol animal: Aporta numerosos micronutrientes y es una excelente fuente de materia orgánica. Mejora la infiltración, incrementa el intercambio de CO 2 y el contenido en materia orgánica. Contiene entre un 50-80% de agua y un 20-50% de sólidos volátiles, por lo que una aplicación de 10kg/ha suministra de 1 a 4 kg de materia orgánica. - Combinación de turba y fertilización mineral: La turba aumenta la capacidad de almacenamiento de agua, la aireación, la infiltración, facilita la retención de los nutrientes en forma disponible por las plantas, favorece la penetración de las raíces, etc. - Residuos urbanos: Contienen un 50% de materia orgánica, por lo que pueden ser importantes para construir y mantener la fertilidad de los suelos. Pueden ser aplicados en forma líquida o sólida. Existen algunas reservas para su aplicación derivadas del contenido en metales pesados, tóxicos para las plantas, que pueden ser así introducidos en las cadenas tróficas. También pueden aumentar la salinidad. - Residuos forestales: En teoría puede causar un efecto depresivo sobre el crecimiento vegetal al inmovilizar el N. Pero parece que la inmovilización es ligera. No obstante se recomienda añadir N con el residuo forestal. Cuáles han de ser los niveles de abonado orgánico? Es una pregunta que no tiene una respuesta general. Los niveles deberían ser aquellos que aporten los nutrientes necesarios a las plantas, ayuden a mejorar las limitaciones del suelo para el crecimiento vegetal y favorezcan un sistema edáfico con capacidad de automantenimiento.

8 ENMIENDAS ORGÁNICAS PARA MITIGAR PROPIEDADES EDÁFICAS ADVERSAS - Textura: Sobre suelos arenosos, limosos o esqueléticos, la enmienda orgánica aumenta la capacidad de almacenamiento de agua. En suelos arcillosos se mejora la infiltración, percolación y la formación de costras. Para mejorar las limitaciones derivadas de la textura se aconseja aplicar 2,2 t/ha en los 8 cm superiores de suelo. - PH: En suelos con ph altos (>8,4), la materia orgánica puede reducirlo indirectamente, al favorecer la infiltración y la percolación y el lavado. - Sodicidad: Materia orgánica cultivada o mezclada en los cm superiores reduce los efectos del sodio. La dosis a plicar en este caso es de hasta 4,2 t/ha en los 20 cm superficiales. - Salinidad: Al favorecer la percolación (en sitios semiáridos) se produce una reducción de la salinidad. - Niveles de nutrientes: Juega un papel importante en el suministro de nutrientes, sobre todo en ausencia de tierra vegetal. Los materiales de estéril contienen niveles suficientes de micronutrientes, pero no de N y P. La materia orgánica es fuente y vehículo de retención de los nutrientes. Sin embargo la enmienda orgánica no es un método adecuado de fertilización: 1kg de estiércol de vaca contiene 5 g de N, 2,5 g de K y 2,5 g de P. - Nivel de materia orgánica: La materia orgánica puede separarse en dos fracciones generales: estable y dinámica. La materia orgánica dinámica se puede incrementar mediante el cultivo o la enmienda. La materia orgánica adicionada ha de tener una relación C/N de acuerdo con el objetivo de la revegetación. Las leguminosas tienen relaciones C/N más bajas. La paja y los residuos forestales muy altas (hasta 2000:1). Las cantidades de enmienda para aportar nutrientes y mejorar las propiedades físicas de los suelos empiezan a partir de 0,5 t/ha. Los métodos mecánicos de aplicación son los mejores. El material debe ser incorporado en los 15 cm superiores del suelo. Una técnica reciente consiste en cortar y trocear la biomasa vegetal antes de retirar la tierra vegetal, la cual se incorpora a la misma, descomponiéndose y mejorando sus condiciones.