REGENERACIÓN DE SUELOS
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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
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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
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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
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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)
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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
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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