Los indicadores de calidad de suelo son variados e incluyen propiedades físicas, químicas, bioquímicas y biológicas. Entre los últimos, los suelos albergan un sinnúmero de seres vivos, muchos de ellos desconocidos, cuya actividad está directamente relacionada con su funcionamiento y calidad. Por ello, una pregunta recurrente entre productores y técnicos es: ¿cuáles son los indicadores […]
• Fraccionamiento de materia orgánica: Entre la materia orgánica fresca, el carbono de los seres vivos o carbono vivo y la materia orgánica estabilizada o humificada, se encuentran diversos tipos de C o pooles, que corresponden a la materia orgánica intermedia. Estas fracciones se determinan por extracción en agua caliente, fraccionamiento granulométrico o la determinación de la materia orgánica por métodos secos.
• Mineralización de C y N: se trata de medir un potencial de mineralización de C y N bajo condiciones controladas de temperatura en 28 días. El C determinado así, pero asociado a la biomasa microbiana, puede utilizarse como indicador de la renovación del carbono vivo.
• Diversidad de suelo: Refleja la variedad de organismos vivos presentes en el suelo; no fácilmente accesible y comprende los organismos de la macro y mesofauna así como microorganismos presentes, que, como se ha mencionado anteriormente, resulta complejo de determinar, teniendo en cuenta que un puñado de suelo puede contener más organismos que la población humana en el planeta. Se mencionarán un poco más en detalle más adelante.
▪ Mediciones macrobiológicas: Consisten en determinar el número, la masa y la diversidad de lombrices y otros organismos como hormigas, caracoles o nematodos, hoy utilizados como indicadores de diversas condiciones o funciones del suelo.
▪ Mediciones microbiológicas: Para determinar la presencia de microorganismos, existen diversas pruebas que analizan y clasifican partes del material microbiano propiamente (test taxonómicos) o productos metabólicos de esos microorganismos (test funcionales). Los primeros se basan en el estudio del DNA tomado directamente del suelo para así conocer la huella genética de la comunidad microbiana del suelo. Posteriormente se pueden detectar los genes activos o determinar la abundancia de hongos y bacterias después de un periodo de incubación, mediante técnicas como PCR cuantitativa en tiempo real (qPCR), por ejemplo, para definir bacterias y hongos y observar variación en el número de copias de genes bacterianos y fúngicos bajo determinados tratamientos.
El establecimiento del método de secuenciación de alto rendimiento abrió una nueva era para la microbiología dado que puede revelar la abundancia relativa y los tipos de especies de la comunidad bacteriana del suelo con una cantidad de información. Esta técnica se combina con los métodos de cuantificación absoluta, para caracterizar los cambios más informativos de las comunidades microbianas o en los métodos combinados, la citometría de flujo (FCM), trifosfato de adenosina (ATP), recuento en placa de heterótrofos, qPCR, ácidos grasos (phospholipid fatty acids) PLFA y MBC, lo que ha permitido cuantificar la abundancia absoluta de microorganismos totales.
Las pruebas funcionales están basadas en las funciones de los organismos e igualmente se pueden relacionar con las funciones en el suelo. Incluyen pruebas asociadas a la determinación de biomasa microbiana, actividad enzimática, respiración, entre otras:
A. Biomasa microbiana: la biomasa microbiana hace referencia al conjunto de microorganismos presentes en el suelo y corresponde a la medición del C contenido en dichos organismos y está asociada a las funciones de diversidad y ciclaje de C.
B. Potencial actividad enzimática: la degradación y mineralización de la materia orgánica está asociada a la actividad de diversas enzimas por lo que se determina la actividad potencial asociada al ciclo del N, C, P o S, bajo diferentes manejos de suelo. Esta determinación incluye entre otros, actividad de deshidrogenasa, β-glucosidasa, ureasa, arilsulfatasas o fosfatasas ácida o alcalina. Estas determinaciones se encuentran asociadas a las funciones de soporte de la cadena alimenticia y ciclaje y secuestro de C.
C. Potencial degradación de contaminantes: determinado mediante técnicas químicas para seguir el compuesto de interés (metales o hidrocarburos), asociado a la función de degradación bacteriana.
D. Potencial producción de gases efecto invernadero: empleando técnicas para determinar desnitrificación, capacidad de reducción de N2O a N2 o respiración anaeróbica en suelo.
Los organismos del suelo son directamente responsables de los procesos ecosistémicos, especialmente descomposición de la materia orgánica del suelo y ciclo de nutrientes, componentes principales del ciclo global de materiales, energía y nutrientes. Por ejemplo, se sabe que la biomasa del suelo (capa superior del suelo de 25 cm) procesa más de 100.000 kg/ha de materia orgánica fresca cada año en muchos sistemas agrícolas. Este procesamiento incluye la descomposición de materia orgánica microbiana, así como el consumo y producción en el suelo de los diferentes organismos que conforman la red biótica. Los microorganismos del suelo transforman los compuestos orgánicos favoreciendo la disponibilidad de nutrientes al mismo tiempo que producen efectos positivos sobre la infiltración, la degradación y la inmovilización de los contaminantes en el agua y el suelo. Además, la diversidad biológica de los suelos contribuye a mejorar el control, la prevención de plagas y enfermedades.
Desde el punto de vista de la biodiversidad funcional, se sugiere trabajar integrando indicadores de las funciones del suelo de manera que se puedan medir los efectos de los distintos procesos, que varían en el espacio y el tiempo. Para ello, se requiere de un programa de muestreo apropiado y la selección de indicadores asociados a diferentes propiedades, pues la relación entre la composición de especies y el funcionamiento del ecosistema es difícil de cuantificar ya que los efectos de una práctica de manejo, por ejemplo, pueden terminar en la desaparición de algunas especies haciendo que otras puedan volverse más dominantes, aun cuando las dos especies estuvieran asociadas a la misma función en el suelo.
Es posible que un proceso continúe, aunque la composición de las especies haya cambiado o se haya disminuido el número de individuos o abundancia. Entonces la preservación de la biodiversidad no puede garantizarse únicamente midiendo los valores de un proceso determinado, en especial cuando los procesos son demasiado generales o de baja sensibilidad al manejo como indicador de alerta temprana.
Para determinar los efectos sobre la diversidad en el suelo, se requiere más que un indicador individual, pues muchas veces éstos son más cualitativos que cuantitativos. Una adecuada selección e integración de indicadores permite explicar dicha función; por ejemplo, dentro de la cadena de transformación de nutrientes la integración de indicadores permite generar modelos asociados a la mineralización de nutrientes. Un sistema de indicadores biológicos propuesto en Holanda integra diversas propiedades para determinar las funciones vitales del suelo, como por ejemplo la mineralización del N o la estabilidad y resiliencia del sistema (Tabla 2).
Si la biodiversidad del suelo y la gestión sostenible de los suelos constituyen un requisito para el logro de varios de los objetivos de desarrollo sostenible, el estudio de la diversidad, abundancia y actividad de suelos es clave y debe integrarse con otros indicadores químicos y físicos para poder generar datos e información necesarios para planificar las mejores estrategias de manejo para una producción más eficiente y sustentable.
