Trabajo de campo: descubre la estructura del suelo Teach article

Ponte manos a la obra con estos experimentos para el aula que permiten investigar la composición del suelo y su importancia.

El suelo es esencial para la vida en este planeta. Sin él, no podríamos cultivar la comida que necesitamos para vivir. Un dato quizás menos conocido es que el suelo tiene otras funciones importantes, como filtrar el agua, almacenarla para evitar inundaciones y sequías y proporcionar un hábitat para un tercio de la biodiversidad mundial (sobre la cual no sabemos mucho todavía). El suelo también tiene un gran impacto sobre el cambio climático, ya que puede almacenar grandes cantidades de carbono orgánico y constituye el sumidero terrestre de dióxido de carbono más importante (Janzen, 2004).

La forma en la que se usa el suelo influye claramente en el desarrollo de sus funciones y por ende en los beneficios que se obtienen de él. Cuanto más se perturba el suelo a través de actividades de construcción, agricultura intensiva, cavado o arado, mayor es la pérdida de materia orgánica, lo que a su vez aumenta el riesgo de erosión (el suelo se desgasta). La incorporación de materia orgánica (como el abono) al suelo puede reconstituir su contenido orgánico y mejorar su estructura, lo que asegura una menor pérdida de nutrientes y ayuda a evitar su erosión.

La erosión nos afecta a todos: los estudios estiman que en la actualidad la erosión del suelo afecta alrededor del 11 % del territorio de la Unión Europea (UE) en un nivel de moderado a alto (es decir, más de 5 toneladas por hectárea por año)^w1. La erosión no solo disminuye la fertilidad de la tierra sino que también aumenta la sedimentación de los arroyos y ríos, lo que obstruye las vías fluviales y aumenta el riesgo de inundaciones. Y cuando el suelo de la tierra agrícola y los sedimentos se ven arrastrados a los ríos, acarrean consigo pesticidas y fertilizantes, lo que aumenta la contaminación de los hábitats fluviales.

La estructura del suelo: una actividad estudiantil

Para los estudiantes, en especial para los que viven en ciudades, el mundo debajo de sus pies puede resultar desconocido. Por ello, creamos una actividad que consta de dos partes y ayuda a que los estudiantes conozcan el papel que juega la estructura del suelo y el contenido de materia orgánica. La actividad es adecuada para estudiantes de 11 a 16 años. La actividad 1 tomará entre 1 y 2 horas para la recolección de las muestras de suelo y otra hora adicional en el aula. La actividad 2 requiere una observación cada hora, durante 4 horas.

Materiales

• dos frascos de vidrio con tapa (por ejemplo, frascos vacíos de mermelada)
• alambre (al menos 30 cm)
• cortaalambres
• una pala o paleta llana
• bolsas o recipientes para recolectar las muestras de suelo
• dos muestras de suelo de sitios diferentes (véase la sección sobre el procedimiento)
• agua
• un reloj o un cronómetro

Actividad 1: muestras de suelo y estabilidad

En esta actividad, los estudiantes llevarán a cabo un experimento simple para recolectar muestras de suelo y poner a prueba la estabilidad del mismo. A través de esta experiencia, aprenderán qué tipos de suelo tienen tendencia a la erosión. En la actividad, podrán comparar la capa superior del suelo de un sitio no perturbado con un tipo similar de suelo proveniente de un sitio perturbado. La actividad puede llevarse a cabo en grupos o en forma individual.

Procedimiento

1.   Primero, obtén las dos muestras. Deben provenir de cada uno de los siguientes sitios:

• suelo que se encuentre entre los 5 y 10 cm de la capa superior de un sitio no perturbado (p. ej. el jardín de los estudiantes, un parque o el jardín de la escuela);
• suelo de un sitio perturbado (p. ej. una zona de construcción o suelo excavado).

2.  Para tomar estas muestras de suelo, camina en una línea zigzagueante y toma una muestra pequeña (aproximadamente del tamaño de una nuez) cada vez que cambies de dirección. Comprime con cuidado las muestras de suelo para obtener 2 o 3 puñados.
3. Llena los frascos con agua y coloca los alambres transversalmente en la parte superior del frasco para formar canastas que se sumergen en el agua (véase la figura 1).

4. Coloca una muestra de suelo pequeña de cada sitio en una canasta, ambas al mismo tiempo. Registra la hora (o da comienzo al cronómetro).
5. Luego de un minuto, observa las muestras de suelo (figura 2), vuélvelas a observar a intervalos de un minuto (durante 7 a 10 minutos) y registra tus observaciones. Nota qué muestra de suelo parece ser la más estable (la que permanece en la canasta) y cuál la menos estable (la que rápidamente se desintegra). 

Luego, los estudiantes discuten los resultados que obtuvieron e intentan contestar las siguientes preguntas:

• ¿Qué tipo de suelo era más estable cuando se lo colocó en el frasco?
• ¿Cuál de los dos tipos de suelo crees que contenía la mayor cantidad de materia orgánica? ¿Por qué?

Discusión en el aula

En este experimento, probablemente los estudiantes han observado que el suelo de la capa superficial del césped, de un huerto o un campo que no se ha perturbado o labrado durante un par de años se mantiene aglutinado en la canasta de alambre, incluso aunque esté sumergido en el agua. Muchas veces los terrones se mantienen tan unidos que el agua se evapora antes de que el suelo se desintegre.

En cambio, el suelo perturbado (como el de un jardín sembrado, un campo continuamente labrado o una zona de construcción) por lo general se desintegra (se dispersa) en partículas de suelo individuales cuando se lo sumerge en agua. El suelo desintegrado enturbia el agua y finalmente forma una capa de sedimento en la parte inferior del frasco.    

¿Por qué sucede esto? Una razón es que la materia orgánica contribuye a la estabilidad de los agregados del suelo debido a las propiedades adhesivas de los materiales orgánicos tales como los productos de desecho bacterianos, las hifas fúngicas y las secreciones y el humus de las lombrices. Estos materiales proporcionan el «adhesivo» que mantiene al suelo aglutinado. La materia orgánica también contiene sustancias hidrofóbicas, como lípidos y ceras, que pueden reducir la «mojabilidad» y la ayudan a mantenerse unida en presencia de mucha agua. Además, aumenta la cantidad de poros muy pequeños en el suelo, lo que reduce la velocidad con la que el agua ingresa al suelo y la consiguiente ruptura de los agregados.

Actividad 2: la mezcla mineral

Además de materia orgánica, todos los suelos contienen materia mineral (grava, arena, limo, arcilla). En esta actividad, los estudiantes aprenderán acerca de la composición mineral de sus muestras de suelo.

Procedimiento

1. Observa los frascos llenos de agua de la actividad anterior y selecciona aquellos en los que el suelo se haya desintegrado.
2. Quita las canastas, coloca las tapas en los frascos y agítalos bien.
3. Observa lo que sucede, vuelve a observar al cabo de un minuto y luego a intervalos de una hora durante las próximas cuatro horas. Registra tus observaciones.
4. Finalmente, luego de cuatro horas, compara tus frascos con los diagramas de la figura 4 que muestran la composición de los diferentes tipos de suelo. ¿Qué tipos de suelo crees que corresponden a tus muestras?

Discusión para el aula

Luego de unos minutos, los estudiantes probablemente habrán observado partículas arenosas pesadas que caen al fondo del frasco. Al cabo de dos horas, deberían ver que se separa el limo, y a las cuatro horas el agua debería decantar por completo y todas las capas deberían estar visibles (figura 3).

¿Qué indican estas capas sobre el tipo de suelo en los frascos y, fundamentalmente, cuán adecuado es el suelo para cultivarlo? La respuesta es: depende de las cantidades relativas de los diferentes tipos de materia mineral (figura 4). Hay cuatro tipos principales de suelo y cada uno presenta distintas ventajas y desventajas para los agricultores:

• Suelo arenoso (0–10 % de arcilla, 0–10 % de limo, 80-100 % de arena): es liviano para trabajarlo y se calienta con rapidez en la primavera. Pero el agua drena rápidamente hacia zonas donde las raíces no llegan.
• Suelo arcilloso (50–100 % de arcilla, 0–40 % de limo, 0-45 % de arena): retiene agua por más tiempo, pero tarda para calentarse en la primavera y puede resultar pesado para trabajarlo si se seca.
• Suelo limoso (0–15 % de arcilla, 85–100 % de limo, 0-20 % de arena): es bastante fértil, pero debido a que tiende a retener humedad, es frío y no drena con facilidad.
• Suelo margoso (10-30 % de arcilla, 30-50 % de limo, 25-50 % de arena): es el suelo que prefieren los agricultores y jardineros. Contiene una proporción equilibrada de los tres materiales minerales (limo, arena y arcilla).

Agradecimientos

La preparación de este artículo contó con el apoyo del proyecto RECARE, (del que los autores forman parte). El objetivo del proyecto RECARE, que cuenta con fondos del programa FP7 de la Comisión Europea, es buscar y compartir soluciones para evitar la degradación de los suelos de Europa. 

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