Estudio funcional de la materia orgánica del suelo en agroecosistemas vitícolas de la isla de Tenerife (Canarias, España)

Resumen

La agricultura supone una simplificación de la estructura y diversidad de los ecosistemas naturales, cuya magnitud depende de la intensidad de las prácticas de manejo y el tipo de suelo. Pese a ello, el suelo agrícola cumple determinados servicios ambientales como la producción de alimentos, el secuestro de carbono o el control de la erosión. Sin embargo, se desconoce hasta qué punto el cultivo supone una pérdida irreversible de los atributos funcionales del ecosistema y en qué medida se pierde su capacidad de autoorganización. En los últimos años han incrementado los estudios sobre la evaluación de la sostenibilidad ambiental en los sistemas agrícolas, de cara a mejorar su productividad sin poner en riesgo los servicios ambientales que suministran y que inciden en el bienestar social. Sin embargo, estos estudios han estado condicionados por la falta de indicadores cuantitativos que informan sobre la vigilancia y monitorización de las prácticas agrícolas sobre el suelo. En el caso de las regiones volcánicas habría que considerar además la influencia que ejerce el sustrato geológico, los minerales amorfos y los complejos organominerales sobre la dinámica del resto de compartimentos del ecosistema. En este trabajo se plantea como objetivo de estudio establecer las bases científicas para el manejo integrado de los agroecosistemas, tomando como área de estudio los sistemas vitícolas desarrollados sobre suelos volcánicos en la Isla de Tenerife (Canarias, España), mediante la evaluación del beneficio adicional de las diferentes prácticas de manejo sobre la calidad del suelo y el agroecosistema. Se presta especial atención al tipo de suelo, sobre materiales originales o alóctonos (sorribas), al sistema de manejo, al uso de cubiertas vegetales o inertes (pumitas), a la incorporación de enmiendas orgánicas y a variables socioeconómicas como la producción vegetal o el valor catastral de la tierra. Para ello, se elige como herramienta de análisis el estudio funcional de la materia orgánica del suelo, dado su interés como registro ambiental de los cambios de uso de suelo, así como la capacidad de cuantificar diferencias entre los suelos cultivados y sus correspondientes ecosistemas naturales, mediante técnicas analíticas espectroscópicas (espectroscopía en el rango del visible, infrarrojo y resonancia magnética nuclear de C13) y análisis degradativos térmicos (pirólisis/cromatografía de gases-espectrometría de masas y análisis elemental). Además se requiere el análisis de las variables físicas y químicas de la fracción orgánica y mineral de los suelos volcánicos, y de sus interacciones, así como la caracterización molecular de las formas estables de C que han estado acumulándose en el suelo durante largos períodos de tiempo (principalmente ácidos húmicos) y que proporcionan información sobre el pasado y el presente de los cambios de uso de suelo. Los resultados de este trabajo permitieron establecer medidas de similitud entre los suelos cultivados y sus correspondientes ecosistemas naturales. Se pudo constatar que los ecosistemas más perturbados por efecto de las prácticas agrícolas corresponden a los sistemas vitícolas desarrollados sobre suelos con carácter ándico, donde el cultivo supone, a largo plazo, una pérdida irreversible de las propiedades ándicas pero no una modificación sustancial del funcionamiento del ciclo biogeoquímico del C, de tal forma que estos suelos pueden estarse comportando como auténticos sumideros de C. Esto no sucede en los viñedos desarrollados sobre cubiertas de pumitas, donde el cultivo supone un incremento de la diversidad y la complejidad del ecosistema natural, aún cuando se puso de manifiesto la preservación selectiva como mecanismo dominante de humificación. Destacan igualmente los viñedos de costa, que evolucionan sobre materiales alóctonos donde los suelos cultivados presentan mejores aptitudes agroecológicas que los propios ecosistemas naturales, como consecuencia de las propiedades conferidas por los materiales volcánicos que fueron transportados en el pasado. Desde el punto de vista funcional, el cultivo supone, a escala macroscópica, un cambio en las propiedades texturales y estructurales del suelo original y una modificación de la composición mineralógica. También se observa una aceleración del ciclo de C de suelo y la aromatización de la materia orgánica del suelo, es decir, un incremento de la calidad del C que queda almacenado en suelo en forma de huminas, con la excepción de los viñedos cultivados bajo cubiertas de pumitas donde se pudo determinar la presencia de lignoproteínas responsables de la liberación lenta de nitrógeno al cultivo. De cara a conseguir la sostenibilidad de estos agroecosistemas, las diferentes prácticas de manejo deberían incluir criterios ecológicos, en los que no se trate el suelo como una caja negra,donde se aplica un determinado tratamiento y se evalúa su respuesta a corto plazo,sino que se consideren los atributos funcionales de cada agroecosistema, así como su aptitud para el cultivo. La calidad del suelo vendría definida por la capacidad de éste de transformar la composición química original de los restos vegetales y microbianos en complejos organominerales de alta estabilidad, lo que le confiere a los suelos y al ecosistema en su conjunto una alta resiliencia o capacidad de adaptación frente a los cambios de uso de suelo. De manera que los viñedos tradicionales, con un humus de mayor calidad, se adaptarían mejor al Cambio Global que aquellos agroecosistemas donde el humus es de menor calidad, lo que requeriría la intervención constante del hombre, mediante la aplicación de enmiendas orgánicas maduras, lo que además prevendría la pérdida de suelo y la degradación física de estos agroecosistemas. Todo ello incide en la Taxonomía de los suelos cultivados, por lo que se propone la inclusión de nuevos prefijos que informen sobre el origen y carácter ándico en los suelos antrópicos en las Islas Canarias