Técnicas rápidas y confiables de campo para el diagnóstico de la fertilidad de suelos

Introducción

La composición química del suelo es el factor clave que determina el rendimiento del cultivo y la salud de la planta. El pH del suelo influye en la disponibilidad de nutrientes: un pH demasiado ácido o alcalino puede bloquear elementos esenciales, haciéndolos no disponibles para las plantas, incluso si están presentes en el suelo. Por su parte, la concentración de nutrientes (como nitrógeno, fósforo, y potasio, además de micronutrientes) incide directamente en los procesos biológicos de la planta, tales como la fotosíntesis, la formación de proteínas y la resistencia a enfermedades. Un suelo con la combinación óptima de pH y nutrientes es fundamental para un desarrollo vigoroso y una alta productividad.

Ante estas limitaciones, las metodologías de descripción de suelo en campo ofrecen una alternativa práctica. Estas técnicas rápidas permiten obtener estimaciones de características importantes. Su principal ventaja es la inmediatez y la facilidad de uso. Esto permite a los agricultores tomar decisiones de manejo preliminares y oportunas directamente en el campo, complementando, aunque sin sustituir, la precisión de los análisis de laboratorio. El suelo no es un sustrato inerte, es un sistema vivo donde las raíces de las plantas penetran en búsqueda de nutrientes esenciales. A su vez, segregan sustancias que nutren la vida microbiana a su alrededor. Por esta razón, el análisis de fertilidad del suelo es una herramienta importante para los agricultores que buscan garantizar una buena cosecha.

Actualmente, se están haciendo también muy conocidas algunas metodologías de campo que los productores pueden utilizar. Una de estas, es la prueba de sedimentación, la cual consiste en añadir una muestra de suelo a un envase transparente con agua, agitar la mezcla y dejarla reposar durante 24 h. Este tiempo es suficiente para lograr la separación de las partículas en varias capas, depositándose la grava y la arena en el fondo, seguidas por el limo y, finalmente, la arcilla en la parte superior. La materia orgánica en descomposición flota en la superficie, mientras que los nutrientes solubles se encuentran en el agua. Con una regla de tres se calcula el porcentaje de cada tipo de partícula.

Otra evaluación de importancia en los análisis de suelo es la densidad aparente y la descripción del perfil de suelo. Para su estimación también se han desarrollado técnicas sencillas que pueden implementarse en campo con las que se puede observar y registrar características físicas, químicas y biológicas que proporcionan información valiosa sobre la calidad del suelo. Aunado a esto, el uso de equipos de bajo costo como los pHmetros portátiles, posibilita obtener mediciones precisas sobre el pH del suelo, una propiedad clave para determinar la disponibilidad de nutrientes. De igual forma, la presencia de carbonato de calcio (CaCO₃) puede ser detectada fácilmente mediante la adición al suelo de unas gotas de ácido clorhídrico (HCl) al 10%.

Todas estas metodologías de descripción de suelos en campo mejoran la comprensión de la fertilidad por parte de los agricultores. Este trabajo busca promover y validar la adopción de estas en la evaluación de la nutrición mineral del suelo, con el propósito de empoderar a los a los agricultores y fomentar la toma de decisiones más informadas. Al facilitar un diagnóstico rápido, práctico y confiable de las propiedades del suelo, estas herramientas contribuyen a mejorar la salud edáfica, optimizar el uso de insumos agrícolas y, en consecuencia, incrementar la productividad de los cultivos de manera sostenible.

Determinación de propiedades físicas y químicas del suelo mediante metodologías sencillas en un sistema de agricultura urbana: caso FUNDACITE Aragua

Las áreas urbanas son cruciales para la agricultura moderna al fortalecer la seguridad alimentaria, reducir la huella de carbono y fomentar la participación comunitaria. En este sentido, la agricultura urbana es una estrategia efectiva para mejorar el acceso a alimentos frescos y nutritivos, especialmente para las poblaciones urbanas más vulnerables (Asociación Global sobre Agricultura Urbana Sostenible y Sistemas Alimentarios, 2003), por lo que al promover el autoconsumo, las familias pueden ahorrar dinero y mejorar la calidad de su dieta.

Un ejemplo de ello, es la iniciativa de la Unidad Territorial FUNDACITE Aragua que dispone de un área total de 2180,75 m² y cuya ubicación estratégica permitió el estudio y caracterización de las propiedades del suelo en dos lugares específicos y en un entorno controlado y representativo, con el fin de dar recomendaciones de manejo orientadas a la productividad y sostenibilidad en el marco de una actividad destinada a pequeños productores.

La Densidad Aparente (DA) como indicador de la calidad del suelo

La DA es un parámetro crucial para describir la calidad del suelo y la función del ecosistema (FAO, 2024). Los valores de DA obtenidos mediante el método del hoyo en campo (o de excavación) fueron 1,86 g.cm^-3 y 1,93 g.cm^-3 en los dos lugares seleccionados. El procedimiento de campo consistió en la excavación de un hoyo de 30 cm de ancho, 30 cm de largo y 20 cm de profundidad del cual, se extrajo una cantidad de 15,46 kg de suelo. El volumen del hoyo se midió con precisión colocando una bolsa plástica y llenándolo con agua, registrando un volumen total de 8,125 L. Estos valores altos de DA obtenido (1,86-1,93 g.cm^-3) son un buen indicador de un elevado contenido de partículas granulares como la arena o de un suelo compactado, siendo esto último la razón más probable dada la alta afluencia de tránsito en el área seleccionada. Esto puede afectar negativamente el crecimiento de las raíces y dificultar además, el libre movimiento del agua y del aire a través del espacio poroso. Lo anterior evidencia la confiabilidad en los resultados proporcionados por esta metodología de campo.

Caracterización morfológica y propiedades físicas

La caracterización de los suelos se realizó siguiendo la metodología de Ball et al. (2007), utilizando un instrumento de recolección de datos (planilla de descripción) y muestreando a diferentes profundidades. Los horizontes fueron separados en campo basándose en su color, textura o estructura (cuadros 1 y 2). Para el análisis de laboratorio, se tomaron muestras de suelo de los dos primeros horizontes de cada perfil (SUELO 1 y SUELO 2).

Las propiedades físicas del suelo, como la friabilidad y la consistencia, son clave. La friabilidad orienta sobre la respuesta del suelo a las operaciones de labranza y es un factor crucial para obtener una capa arable con el tamaño de agregados adecuado para el crecimiento radicular (Munkholm, 2011). La consistencia se refiere al grado de cohesión o adhesión de la masa del suelo e incluye propiedades interrelacionadas como la plasticidad, adhesividad y resistencia a la compresión (Ball et al., 2007).

Análisis y descripción del perfil 1: SUELO 1

El SUELO 1 se caracterizó por una buena profundidad, lo que facilita la exploración radicular y, por consiguiente, una mayor absorción de agua y nutrientes.

Textura y estructura

La textura al tacto del suelo resultó ser de la clase francoarenosa (Fa) en los dos primeros horizontes (cuadro 1). Esta textura es bastante aceptable para la agricultura debido al equilibrio de sus componentes (arena, limo y arcilla), lo que le confiere buena aireación, porosidad, estructura e infiltración. Esta buena capacidad de drenaje evita el aguachinamiento y previene la aparición de hongos patógenos que podrían afectar a las raíces (de ahí la ausencia de moteados) y por ende, a la planta.

En cuanto a su consistencia, el suelo presenta cierta plasticidad y adhesividad que le otorgan resistencia a la ruptura y a la pérdida de su estructura, evitando su disgregación. Su friabilidad indica una buena condición para el laboreo, ya que no se pulveriza fácilmente y, por lo tanto, ayuda a evitar la compactación que limitaría la presencia de oxígeno, dificultaría la germinación de las plántulas e incrementaría la densidad aparente.

Coloración y reacción química

La coloración oscura observada en el primer horizonte sugiere un buen contenido de materia orgánica con actividad microbiana moderada y presencia de raíces. Se puede esperar una buena fertilidad y una adecuada CIC, proporcionada por la materia orgánica.

En la prueba de reacción, la aplicación de ácido acético (vinagre) no produjo burbujeo o efervescencia, lo que es indicativo de un suelo con tendencia de ácido a neutro. Sin embargo, al utilizar HCl al 10% sí se presentó efervescencia. El grado de efervescencia del gas de dióxido de carbono es un indicador de la cantidad de carbonato de calcio presente en el suelo.

Análisis y descripción del perfil 2: SUELO 2

El SUELO 2 tiene un antecedente en su composición con materiales o agregados de textura gruesa provenientes de un relleno. El lote está actualmente sembrado con cacao (Theobroma cacao L.), un cultivo conservacionista asociado con otras especies vegetales de sombra que aportan materia orgánica y contribuyen a sus buenas propiedades.

Textura, estructura y consistencia

Al igual que en el SUELO 1, la textura al tacto es francoarenosa (Fa) en los dos primeros perfiles (cuadro 1). Esta característica se traduce en buena aireación, porosidad e infiltración. Posee una estructura estable con agregados de tamaño mediano, aunque es más propensa a la disgregación ante una fuerza externa que rompa el agregado. Su plasticidad moderada y adhesiva resulta en una estructura de tipo blocosa angular. Es un suelo friable, lo que indica una buena condición para el laboreo y ayuda a evitar la compactación.

La coloración es similar a la del SUELO 1, lo que permite presumir contenidos comparables de materia orgánica. Posee un horizonte con buena actividad biológica y moderada presencia de raíces, bien estructurado, con buena fertilidad y una posible CIC adecuada aportada por la materia orgánica. La ausencia de moteados sugiere buen drenaje y aireación.

Cuadro 1

Descripción en campo de las características en muestras de suelos del reconocimiento realizado en la Unidad Técnico Territorial (FUNDACITE Aragua), ubicada en el Municipio Girardot del estado Aragua.

Nota. CT: Clase Textural.

Coloración y reacción química

En la prueba de reacción, la falta de efervescencia al agregar vinagre en los distintos horizontes sugiere la presencia de un suelo con tendencia a ser ligeramente ácido a neutro. No obstante, al utilizar HCl al 10% se produjo efervescencia. Se presume que la baja calidad o concentración del vinagre utilizado pudo haber impedido una respuesta adecuada en esta prueba inicial.

Análisis comparativo de las técnicas aplicables en campo y su confiabilidad con los resultados de laboratorio  

La descripción del perfil de suelo se obtiene al contrastar las pruebas rápidas de campo (como textura al tacto, color y estructura in situ) con los análisis detallados de laboratorio. Las observaciones de campo brindan una evaluación inmediata y cualitativa, mientras que los análisis de laboratorio proporcionan una cuantificación más precisa de las propiedades físicas (textura granulométrica) y químicas (pH, CIC, materia orgánica), asegurando una caracterización holística y confiable del suelo. En las dos áreas evaluadas (SUELO 1 y SUELO 2), pertenecientes al área de siembra de FUNDACITE Aragua, se pudieron analizar las caracterizaciones físicas de los suelos muestreados; en donde se observó predominio de un suelo con características similares en la clase textural en las dos muestras recolectadas: Francoarenoso (Fa) y arenosofrancoso (aF) (cuadro 2).

Cuadro 2

Análisis de fertilidad y otros datos importantes en muestras de suelos del reconocimiento realizado en la Unidad Técnico Territorial (FUNDACITE Aragua), ubicada en el Municipio Girardot del estado Aragua.

Nota. CT: Clase Textural; MO: Materia Orgánica; *: Método de textura en campo dejando sedimentar por 24 horas (utilizado únicamente en el perfil superior del SUELO 2).

Durante la evaluación en campo, se determinó una clase textural similar en ambas muestras de suelo, francoarenosa (Fa), que al ser comparada con los análisis de fertilidad de laboratorio, se comprobó la confiabilidad y eficiencia de los datos obtenidos en ambos lugares. Asimismo, los valores de pH medidos con instrumentos directamente en campo fueron muy parecidos a los obtenidos en el laboratorio (cuadro 2), lo que demuestra una alta precisión de las técnicas in situ. En ambas muestras de suelo, se observó una tendencia marcada hacia una ligera alcalinidad en todas las profundidades, posiblemente asociada a la presencia de bases de cambio como el CaCO₃.

Este exceso de calcio en el suelo puede precipitar al fósforo en forma de fosfatos cálcicos, siendo el principal problema en la fertilización con fosfatos en suelos calcáreos (Bravo, 2000). Por esta razón, posiblemente, se tienen valores bajos de este elemento (fósforo, P) en las muestras de suelo analizadas en laboratorio, a pesar de que los valores de conductividad eléctrica son bajos lo que es una condición positiva para el desarrollo normal de los cultivos.

Las clases texturales obtenidas mediante metodologías de campo y de laboratorio mostraron una alta similitud como ya se refirió en los resultados. Si bien los suelos analizados contenían material de relleno y agregados rocosos que podrían alterar los resultados de laboratorio; no obstante, al observar suelos de textura Fa tanto en campo como en laboratorio, se confirma la eficacia y confiabilidad de las técnicas aplicadas en campo. Es importante destacar, que la clase textural antes mencionada indica una buena porosidad, aireación, infiltración, y adecuada estructura del suelo. Sin embargo, el método de sedimentación en campo empleado en el perfil superior del SUELO 2 arrojó una ligera variación en comparación con el método de Bouyoucos de laboratorio, mostrando 50% de arena, 32,5% de limo y 17,5% de arcilla lo que permitio clasificar al suelo como FAa (cuadro 2).

Con respecto a los valores de pH medidos en campo con el instrumento analógico Rapitest, se obtuvieron valores de 8,0 y 7,8 en los primeros horizontes para SUELO 1 y 2, respectivamente; en comparación con los obtenidos en laboratorio que fueron de 8,1 y 8,13, correspondiéndose con un pH moderadamente alcalino. Otra de las propiedades evaluadas fue la materia orgánica, cuyo resultado también fue similar al obtenido en el laboratorio, donde se detectó un contenido adecuado que tiene cierta repercusión en la coloración de los suelos y en sus propiedades físicas, químicas y biológicas (cuadro 2).

La coloración del suelo y su correlación con la fertilidad y la composición mineral

El color del suelo es una propiedad que permite identificarlo, evaluarlo y deducir la naturaleza de sus posibles componentes. El término “suelo pardo rojizo apagado” (2,5YR4/4) se refiere a un tipo de suelo con un color específico en el sistema Munsell, de color “marrón rojizo apagado”. Esto indica la presencia de óxidos de hierro, con un buen contenido de materia orgánica que beneficia el crecimiento de las plantas, propiedades de drenaje específicas importantes para la retención de agua, y una mezcla de minerales y materia orgánica que los hace fértiles para ciertos cultivos. Estos suelos son comúnmente encontrados en regiones con climas templados y su manejo adecuado puede maximizar la productividad agrícola.

El suelo “rojo opaco” (2,5YR3/2) es característico de regiones con alto contenido de óxidos de hierro que le da esa tonalidad distintiva. Estos suelos suelen tener buen drenaje, lo que es beneficioso para ciertos cultivos, y son fértiles si tienen suficiente materia orgánica, pero también pueden requerir enmiendas y fertilizantes para mantener su productividad. A menudo tienen una estructura granular o migajosa, lo que facilita la aireación y la penetración de las raíces. Se utilizan para una variedad de cultivos dependiendo de la región y las prácticas agrícolas locales. El manejo adecuado de estos suelos puede maximizar su potencial agrícola y ayudar a mantener su salud a largo plazo.

La CIC de los componentes coloidales del suelo presenta una amplia variabilidad, dado que tanto el humus como la fracción mineral pueden encontrarse en proporciones muy distintas según el tipo de suelo (Casanova, 1994). Expresada en miliequivalentes por 100 gramos de material, la CIC alcanza sus valores más altos en la materia orgánica, intermedios en las arcillas expansibles y los más bajos en las arcillas no expansibles. En conclusión, la capacidad del suelo para retener cationes intercambiables depende directamente del tipo y la cantidad de arcillas presentes, así como del contenido de materia orgánica. Además, los valores de CIC no solo varían entre diferentes suelos, sino también dentro de un mismo perfil, en función de las características específicas de cada horizonte edáfico.

Consideraciones Finales

Estudiar el suelo es vital para una producción agrícola eficiente y sostenible. Conocer sus características ayuda a los agricultores a tomar decisiones informadas sobre la selección de cultivos, el uso de fertilizantes y el manejo del riego. Esto optimiza la productividad mientras se conservan los recursos naturales. Tradicionalmente, las propiedades del suelo se han determinado con análisis de laboratorio, pero nuestro estudio demostró que las técnicas de campo también son una herramienta complementaria.

En el caso de los suelos de FUNDACITE Aragua, se realizó un diagnóstico inicial en campo. Aunque los dos suelos analizados eran similares en color, textura y estructura, las evaluaciones in situ permitieron obtener datos inmediatos y aceptables sobre el pH y la disponibilidad de nutrientes. Estos resultados fueron validados con los análisis de laboratorio, confirmando la confiabilidad de las metodologías de campo cuando se aplican bajo la guía de un especialista.

Sin embargo, es importante destacar que, si bien las técnicas de campo son útiles como una alternativa rápida, no reemplazan los análisis de laboratorio. Estos últimos ofrecen información detallada, precisa y cuantitativa que las evaluaciones cualitativas no pueden proporcionar, brindando una comprensión más profunda del ecosistema del suelo. Por ejemplo, la adición continua de materia orgánica en los suelos de FUNDACITE Aragua ha mejorado significativamente sus cualidades. Por ello, se recomienda continuar con este manejo para asegurar la salud y productividad a largo plazo de estos suelos urbanos.