La acidificación del suelo es la acumulación de cationes de hidrógeno , lo que reduce el pH del suelo . Químicamente, esto sucede cuando un donante de protones se agrega al suelo. El donante puede ser un ácido , como ácido nítrico , ácido sulfúrico o ácido carbónico . También puede ser un compuesto como el sulfato de aluminio , que reacciona en el suelo para liberar protones. La acidificación también ocurre cuando los cationes base como el calcio , magnesio , potasio y sodio se lixivian del suelo.
La acidificación del suelo ocurre naturalmente cuando los líquenes y las algas comienzan a descomponer las superficies de las rocas. Los ácidos continúan con esta disolución a medida que se desarrolla el suelo. Con el tiempo y la intemperie, los suelos se vuelven más ácidos en los ecosistemas naturales. Las tasas de acidificación del suelo pueden variar y aumentar con ciertos factores como la lluvia ácida , la agricultura y la contaminación.
Causas [ editar ]
Lluvia ácida [ editar ]
La lluvia es naturalmente ácida debido a la formación de ácido carbónico a partir del dióxido de carbono en la atmósfera. Este compuesto hace que el pH de la lluvia sea de alrededor de 5.0-5.5. Cuando la lluvia tiene un pH más bajo que los niveles naturales, puede causar una rápida acidificación del suelo. El dióxido de azufre y los óxidos de nitrógeno son precursores de ácidos más fuertes que pueden conducir a la producción de lluvia ácida cuando reaccionan con el agua en la atmósfera. Estos gases pueden estar presentes en la atmósfera debido a fuentes naturales como rayos y erupciones volcánicas, o por emisiones antropogénicas . [2] Los cationes básicos como el calcio se lixivian del suelo a medida que fluye la lluvia ácida, lo que permite aumentar los niveles de aluminio y protones. [3]
Envejecimiento biológico [ editar ]
Las raíces de las plantas acidifican el suelo liberando protones y ácidos orgánicos para resistir químicamente los minerales del suelo. [4] Los restos en descomposición de las plantas muertas en el suelo también pueden formar ácidos orgánicos que contribuyen a la acidificación del suelo. [5] La acidificación de la hojarasca en el suelo es más pronunciada bajo los árboles coníferos como el pino , el abeto y el abeto , que devuelven menos cationes básicos al suelo, en lugar de debajo de los árboles de hoja caduca . [6]
Materiales para padres [ editar ]
Ciertos materiales parentales también contribuyen a la acidificación del suelo. Los granitos y sus rocas ígneas aliadas se denominan "ácidos" porque tienen una gran cantidad de cuarzo libre , que produce ácido silícico al envejecer. Además, tienen cantidades relativamente bajas de calcio y magnesio. Algunas rocas sedimentarias , como el esquisto y el carbón, son ricas en sulfuros que, cuando se hidratan y oxidan, producen ácido sulfúrico que es mucho más fuerte que el ácido silícico. Muchos suelos de carbón son demasiado ácidos para soportar el crecimiento vigoroso de las plantas, y el carbón emite fuertes precursores de la lluvia ácida cuando se quema. Arcillas Marinas También son ricos en sulfuro en muchos casos, y tales arcillas se vuelven muy ácidas si se drenan a un estado oxidante.
Enmiendas del suelo [ editar ]
Las enmiendas del suelo , como los fertilizantes y el estiércol, pueden provocar la acidificación del suelo. Los fertilizantes a base de azufre pueden ser altamente acidificantes, los ejemplos incluyen azufre elemental y sulfato de hierro, mientras que otros como el sulfato de potasio no tienen un efecto significativo sobre el pH del suelo . Si bien la mayoría de los fertilizantes nitrogenados tienen un efecto acidificante, los fertilizantes nitrogenados a base de amonio son más acidificantes que otras fuentes de nitrógeno. Los fertilizantes nitrogenados a base de amoníaco incluyen sulfato de amonio , fosfato de diamonio , fosfato de monoamonio y nitrato de amonio . Fuentes orgánicas de nitrógeno, comourea y compost , son menos acidificantes. Las fuentes de nitrato que tienen poco o nada de amonio, como nitrato de calcio , nitrato de magnesio , nitrato de potasio y nitrato de sodio , no son acidificantes. [7] [8] [9]
Contaminación [ editar ]
La acidificación también puede ocurrir por las emisiones de nitrógeno al aire, ya que el nitrógeno puede terminar depositado en el suelo. [10] El ganado animal es responsable de casi el 65 por ciento de las emisiones de amoníaco hechas por el hombre . [11]
Las fuentes antropogénicas de dióxidos de azufre y óxidos de nitrógeno juegan un papel importante en el aumento de la producción de lluvia ácida. El uso de combustibles fósiles y escape de motores son los mayores contribuyentes antropogénicos a los gases sulfúricos y óxidos de nitrógeno, respectivamente. [12]
Efectos [ editar ]
La acidificación del suelo puede causar daños a las plantas y organismos en el suelo. En las plantas, la acidificación del suelo produce raíces más pequeñas y menos duraderas. Los suelos ácidos a veces dañan las puntas de las raíces y reducen aún más el crecimiento. [13] La altura de la planta se ve afectada y la germinación de las semillas también disminuye. La acidificación del suelo afecta la salud de las plantas, lo que resulta en una cobertura reducida y una menor densidad de plantas. En general, se observa un retraso en el crecimiento en las plantas. [14] La acidificación del suelo está directamente relacionada con una disminución de las especies de plantas en peligro de extinción. [15]
En el suelo, la acidificación reduce la diversidad microbiana y macrofaunal . [16] Esto puede reducir el deterioro de la estructura del suelo, lo que lo hace más sensible a la erosión. Hay menos nutrientes disponibles en el suelo, mayor impacto de elementos tóxicos para las plantas y consecuencias para las funciones biológicas del suelo (como la fijación de nitrógeno ). [17]
A mayor escala, la acidificación del suelo está relacionada con pérdidas en la productividad agrícola debido a estos efectos. [dieciséis]
Prevención y gestión [ editar ]
La acidificación del suelo es un problema común en la producción de cultivos a largo plazo que puede reducirse mediante la aplicación de cal. En los cultivos de soya y maíz cultivados en suelos ácidos, la aplicación de cal resultó en la restauración de nutrientes, aumento del pH del suelo, aumento de la biomasa de las raíces y una mejor salud de las plantas. [18]
También se pueden aplicar diferentes estrategias de manejo para evitar una mayor acidificación: usar fertilizantes menos acidificantes, considerar la cantidad de fertilizante y el tiempo de aplicación para reducir la lixiviación de nitrato-nitrógeno, un buen manejo del riego con agua neutralizante de ácido y considerar la proporción de nutrientes básicos a nitrógeno en la cosecha cultivos. Los fertilizantes de azufre solo deben usarse en cultivos sensibles, con una alta tasa de recuperación de cultivos. [19]
Mediante la reducción de las fuentes antropogénicas de dióxidos de azufre, óxidos de nitrógeno y con medidas de control de la contaminación del aire, intentemos reducir la lluvia ácida y la acidificación del suelo en todo el mundo.
La salud del suelo es un estado de un suelo que cumple con su rango de funciones del ecosistema según sea apropiado para su entorno. Las pruebas de salud del suelo son una evaluación de este estado. [1] La salud del suelo depende de la biodiversidad del suelo (con una biota de suelo robusta ), y puede mejorarse mediante el acondicionamiento del suelo (enmienda del suelo).
Aspectos [ editar ]
El término salud del suelo se usa para describir el estado de un suelo en:
- Mantener la productividad y la biodiversidad de plantas y animales ( biodiversidad del suelo );
- Mantener o mejorar la calidad del agua y el aire ;
- Apoyando la salud humana y la habitación . [2]
La salud del suelo ha reemplazado en parte, si no en gran medida, la expresión "calidad del suelo" que existía en la década de 1990. La principal diferencia entre las dos expresiones es que la calidad del suelo se centró en los rasgos individuales dentro de un grupo funcional, como en "calidad del suelo para la producción de maíz " o "calidad del suelo para la preparación de la calzada ", etc. La adición de la palabra "salud" cambió la percepción para ser integradora, holística y sistemática. Las dos expresiones todavía se superponen considerablemente.
El principio subyacente en el uso del término "salud del suelo" es que el suelo no es solo un medio de cultivo inerte y sin vida, que la agricultura moderna tiende a representar, sino que es un entorno completo vivo, dinámico y en constante cambio. Resulta que los suelos altamente fértiles desde el punto de vista de la productividad de los cultivos también son vivos desde un punto de vista biológico. Ahora se reconoce comúnmente que la biomasa microbiana del suelo es grande: en suelos de pastizales templados, se ha documentado que la biomasa bacteriana y fúngica es de 1–2 t (2.0 toneladas largas; 2.2 toneladas cortas) / hectárea y 2–5 t (4.9 toneladas largas ; 5.5 toneladas cortas) / ha, respectivamente. [3] Algunos microbiólogos ahora creen que el 80% de los nutrientes del sueloLas funciones están esencialmente controladas por microbios. [4] [5] Si esto es consistentemente cierto, que el modelo de teoría de nutrientes de Liebig prevaleciente , y las modificaciones de Mitscherlich, todas las cuales excluyen la biología, son quizás peligrosamente incorrectas para el manejo sostenible de la fertilidad del suelo para el futuro.
Usando la analogía de la salud humana, un suelo sano se puede clasificar como uno:
- En un estado de bienestar compuesto en términos de propiedades biológicas, químicas y físicas;
- No está enfermo o enfermo (es decir, no degradado , ni degradado), ni causando impactos negativos fuera del sitio;
- Con cada una de sus cualidades funcionando cooperativamente de manera que el suelo alcance su máximo potencial y resista la degradación;
- Proporciona una gama completa de funciones (especialmente el ciclo de nutrientes, carbono y agua ) y de tal manera que mantiene esta capacidad en el futuro.
Conceptualización [ editar ]
La salud del suelo es la condición del suelo en un espacio definido y a una escala definida en relación con un conjunto de puntos de referencia que abarcan un funcionamiento saludable. No sería apropiado referirse a la salud del suelo para la preparación del suelo, como en la analogía de la calidad del suelo en una clase funcional. La definición de salud del suelo puede variar entre los usuarios del término, ya que los usuarios alternativos pueden asignar diferentes prioridades a las múltiples funciones de un suelo. Por lo tanto, el término salud del suelo solo puede entenderse dentro del contexto del usuario del término y sus aspiraciones de un suelo, así como por la definición de límite del suelo en cuestión.
Interpretación [ editar ]
Los diferentes suelos tendrán diferentes puntos de referencia de salud dependiendo de las cualidades "heredadas" y de las circunstancias geográficas del suelo. Los aspectos genéricos que definen un suelo sano pueden considerarse de la siguiente manera:
- Las opciones "productivas" son amplias;
- La diversidad de la vida es amplia;
- La absorción, el almacenamiento, el reciclaje y el procesamiento son altos en relación con los límites establecidos por el clima ;
- La calidad de la escorrentía del agua es de alto nivel;
- Baja entropía ; y,
- Sin daños ni pérdida de los componentes fundamentales.
Esto se traduce en:
- Una cobertura integral de vegetación ;
- Niveles de carbono relativamente cercanos a los límites establecidos por tipo de suelo y clima;
- Poca fuga de nutrientes del ecosistema;
- Productividad biológica y agrícola relativamente cerca de los límites establecidos por el ambiente del suelo y el clima;
- Solo tasas geológicas de erosión ;
- Sin acumulación de contaminantes ; y,
- El ecosistema no depende excesivamente de los aportes de energía fósil.
Un suelo insalubre es, por lo tanto, lo contrario de lo anterior.
Medida [ editar ]
Sobre la base de lo anterior, la salud del suelo se medirá en términos de servicios ecosistémicos individuales proporcionados en relación con el punto de referencia. Los puntos de referencia específicos utilizados para evaluar la salud del suelo incluyen la liberación de CO 2 , los niveles de humus, la actividad microbiana y el calcio disponible. [6]
Las pruebas de salud del suelo se están extendiendo en los Estados Unidos, Australia y Sudáfrica. [7] La Universidad de Cornell, una universidad que otorga tierras en el estado de Nueva York, se sometió a una prueba de salud del suelo desde 2006. Woods End Laboratories, un laboratorio privado de suelos fundado en Maine en 1975, ha ofrecido un paquete de calidad del suelo desde 1985 que contiene material físico ( estabilidad agregada ) química (equilibrio mineral) y biología ( respiración de CO 2 ) que hoy son requisitos previos para las pruebas de salud del suelo. [ cuando? ]en los Estados Unidos, seis laboratorios comerciales de suelos están registrados para las pruebas de "Salud del suelo" en el sitio web de NRCS. El enfoque de todos los laboratorios es agregar a las pruebas de nutrientes químicos comunes un conjunto biológico de factores que normalmente no se incluyen en las pruebas de rutina del suelo. El mejor ejemplo es agregar respiración biológica del suelo (" Explosión de CO 2 ") como procedimiento de prueba; esto ya se ha adaptado a los laboratorios comerciales modernos [ ¿cuándo? ] .
Hay resistencia entre los laboratorios de pruebas de suelo y los científicos universitarios para agregar nuevas pruebas biológicas, principalmente porque la interpretación de la fertilidad del suelo se basa en modelos de estudios de "respuesta de cultivo" que igualan el rendimiento con los niveles de prueba de nutrientes químicos específicos. Estos métodos de prueba de suelo han evolucionado lentamente durante los últimos 40 años y están respaldados por un esfuerzo considerable. Sin embargo, en este mismo tiempo, los suelos de EE. UU. También han perdido hasta el 75% de su carbono ( humus ), lo que hace que la fertilidad biológica disminuya drásticamente. Muchos críticos del sistema actual dicen que esto es evidencia suficiente de que los viejos modelos de análisis de suelos nos han fallado y necesitan ser reemplazados por nuevos enfoques. Estos modelos más antiguos han enfatizado el "rendimiento máximo" y la "calibración de rendimiento" hasta tal punto que se han pasado por alto factores relacionados. Por lo tanto, superficie yLa contaminación del agua subterránea con exceso de nutrientes ( nitratos y fosfatos ) ha crecido enormemente, y se informa actualmente [ ¿cuándo? ] (en los Estados Unidos) fue el peor desde la década de 1970, antes del advenimiento de la conciencia ambiental.
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