Restauración y uso del suelo: andosoles y regolito

Restauración y uso del suelo: andosoles y regolito

Como parte del programa a largo plazo DREVO para la restauración de tierras, la creación de bosques, estepas forestales y jardines forestales sostenibles.

1. Concepto general

El programa DREVO a largo plazo debe abordar no solo los suelos ya formados, sino también la base mineral más profunda de la zona.

El proyecto examina dos recursos naturales fundamentalmente diferentes:

yosoles— suelos formados principalmente a partir de ceniza volcánica y otros materiales volcánicos;

regolito— material suelto o desintegrado situado sobre el lecho rocoso, que incluye roca erosionada, saprolita, fragmentos minerales, sedimentos y, en ocasiones, horizontes de suelo formados.

El regolito no debe considerarse automáticamente como suelo fértil. Puede ser:

sustrato mineral casi estéril;

material muy erosionado;

cubierta de arena o grava;

ceniza volcánica;

loess;

depósitos aluviales o de ladera;

material salado;

sustrato industrial contaminado;

la base para la formación gradual de nuevo suelo.

En términos geológicos, el regolito es una capa de material suelto y erosionado que recubre un lecho rocoso más sólido. Su composición y profundidad pueden variar significativamente incluso dentro de una misma zona.usgs.gov)

El objetivo principal del proyecto:

No se trata solo de utilizar material mineral como suelo, sino de transformarlo gradualmente en un sistema de suelo vivo y estable.

Secuencia de recuperación:

roca madre o regolito → sustrato mineral → biopelícula primaria → cubierta vegetal → horizonte organomineral → suelo joven → suelo forestal → suelo estable de jardín forestal.

2. Andosoles

2.1. ¿Qué son los andosoles?

Los andosoles se forman predominantemente en materiales volcánicos ricos en vidrio volcánico. Son particularmente comunes en áreas de actividad volcánica moderna y antigua.isric.org)

Suelen caracterizarse por:

alta porosidad;

densidad aparente relativamente baja;

buena capacidad de retención de humedad;

estructura agregada desarrollada;

la capacidad de acumular cantidades significativas de materia orgánica;

alta productividad biológica con un manejo favorable;

Mineralogía especial asociada con alófano, imogolita, ferrihidrita y compuestos activos de aluminio y hierro;

fuerte unión al fósforo.

Muchos Andosoles poseen un alto potencial agrícola, pero su productividad suele verse limitada por la fijación intensiva de fosfato. Esta limitación se corrige mediante el uso de materia orgánica, encalado, materiales que contienen silicio y una nutrición fosfórica cuidadosamente calculada.Página principal de la FAO)

2.2 ¿Por qué son valiosos los Andosoles para el proyecto?

Con su estructura preservada, Andosol puede convertirse en una de las mejores bases para:

bosques de montaña;

jardines forestales húmedos;

sistemas de frutas y frutos secos;

viveros;

arbustos de bayas;

café, té y otros cultivos perennes en un clima adecuado;

acumulación de carbono orgánico;

Plantaciones que regulan el riego;

restauración de taludes.

Sus propiedades físicas garantizan una buena penetración de las raíces y del agua. Sin embargo, es necesario confirmar las propiedades de un sitio específico mediante análisis, ya que los Andosoles varían significativamente en acidez, profundidad, tasa de lixiviación, composición de material volcánico y contenido orgánico.

2.3. Principales riesgos

Andosolis no puede considerarse automáticamente invulnerable.

Su degradación es posible debido a:

deforestación;

incendios;

arado profundo;

sobrepastoreo;

sequedad excesiva;

equipo de compactación;

exposiciones de la pendiente;

erosión hídrica y eólica;

pérdida del horizonte orgánico;

aplicación incontrolada de fertilizantes;

contaminación por metales pesados ​​y polvo industrial.

En estado inalterado, los suelos volcánicos pueden resistir bien la erosión, pero después de un incendio o una perturbación severa, sus propiedades hidrológicas pueden deteriorarse drásticamente.iforest.sisef.org)

Eliminar la capa organomineral oscura superior es particularmente peligroso. Su formación puede haber tardado décadas o siglos, y su rápida restauración es imposible.

3. Principios de recuperación de andosoles

3.1. Guardar un perfil existente

El primer principio es preservar los horizontes establecidos en la medida de lo posible.

Es necesario evitar:

eliminación innecesaria de la capa de suelo fértil;

mezcla del horizonte superficial con material inferior pobre;

movimiento de maquinaria pesada en suelo húmedo;

almacenamiento a largo plazo del andosol extraído en montones altos;

dejando el suelo al descubierto;

Extracción de materia orgánica del terreno sin compensación.

Al construir o crear estructuras acuáticas, la capa superior retirada debe:

almacenados por separado;

proteger contra la erosión y la desecación;

conservar las semillas y el material microbiano;

regresar a la superficie del área restaurada.

3.2. Restauración del horizonte orgánico

Usado:

hojarasca;

virutas de madera;

compost;

biocarbón seguro;

ramas picadas;

cultivos de cobertura;

legumbres;

cereales perennes;

hojarasca forestal procedente de fuentes locales y seguras;

masa verde que no contiene contaminantes.

La materia orgánica se añade gradualmente. Evite que la zona se convierta en una capa gruesa y anaeróbica de material sin descomponer.

3.3 Protección de superficies

En las primeras etapas se utilizan los siguientes elementos:

hidrosiembra de pastos nativos;

mantillo;

esteras antierosión;

ramas dispuestas siguiendo el contorno;

barreras de arbustos vivos;

terrazas;

franjas de contorno;

pequeños pozos de retención de agua.

La estructura del suelo influye directamente en el movimiento del agua, la aireación, el desarrollo de las raíces y la resistencia a la erosión.Página principal de la FAO)

3.4 Gestión del fósforo

Dado que los Andosoles son excelentes fijadores de fósforo, simplemente aumentar la dosis de fertilizante no siempre es la mejor solución.

Requerido:

Determinación en laboratorio del fósforo disponible;

análisis de pH;

evaluación del aluminio y el hierro activos;

uso de materiales orgánicos;

aplicación local en lugar de continua;

uso de plantas micorrícicas;

selección de especies capaces de utilizar eficazmente formas poco solubles de fósforo;

eliminación del exceso de fosfatos cerca de cuerpos de agua.

El objetivo no es aplicar la máxima cantidad de fósforo, sino crear un ciclo biológico estable.

3.5. Trabajar con acidez

Algunos andosoles presentan una reacción ácida.

Dependiendo de los resultados del análisis, se podrá aplicar lo siguiente:

caliza;

dolomita;

Ceniza de madera procedente únicamente de materias primas puras y controladas;

harina de basalto;

materiales orgánicos;

Especies vegetales adaptadas a suelos moderadamente ácidos.

El encalado se realiza de forma gradual, ya que un cambio repentino en el pH puede alterar la comunidad microbiana y la movilidad de los metales.

4. Uso de Andosoles en la estructura del proyecto

4.1. Áreas protegidas

En los Andosoles más profundos, húmedos y mejor conservados, se da prioridad a:

bosque natural;

granos de vejez;

arboledas de semillas;

bosques de cuenca hidrográfica;

zonas de renovación natural.

Los andosoles de alta calidad no deben convertirse por completo a la agricultura intensiva.

4.2. Bosque formador de naturaleza

Dependiendo de la zona climática, se puede utilizar lo siguiente:

roble;

tilo;

arce;

fresno;

haya;

castaña;

nuez;

olmo;

abeto;

pino cedro;

especies nativas de bosques volcánicos.

La elección no está determinada por el atractivo general del árbol, sino por:

altitud sobre el nivel del mar;

temperatura;

cantidad de precipitación;

acidez;

carga de viento;

profundidad del suelo;

riesgo de incendio;

ecología local.

4.3. Jardín forestal sostenible

En andosoles seguros es posible crear zonas productivas:

árboles frutales;

con cojinete de tuerca;

arbustos de bayas;

uvas;

hortalizas perennes;

plantas medicinales;

cultivos de hongos.

Al mismo tiempo, se conserva parte de la estructura natural de los árboles y los cultivos frutales se integran gradualmente en ella.

4.4. Viveros

Debido a su buena capacidad de retención de humedad y estructura, los Andosoles individuales pueden ser particularmente valiosos para los viveros. Sin embargo, es necesario monitorear:

riego excesivo;

acidez;

disponibilidad de fósforo;

daños en la estructura debido al procesamiento frecuente;

transferencia de patógenos transmitidos por el suelo;

eliminación del material fértil junto con las plántulas.

5. Regolito

5.1 ¿Qué se entiende por regolito?

En el proyecto DREVO, el término "regolito" se utiliza para describir la capa mineral suelta que se encuentra sobre el lecho rocoso, la cual no necesariamente posee aún todas las propiedades del suelo.

El regolito puede incluir:

roca erosionada;

saprolita;

piedra triturada;

grava;

arena;

polvo;

ceniza volcánica;

loess;

sedimentos;

materiales detríticos de la pendiente;

residuos minerales procedentes de canteras;

roca desplazada artificialmente.

La meteorización descompone la roca sólida y forma material fragmentado o granular que posteriormente puede sustentar la vida terrestre y contribuir a la formación del suelo.pubs.usgs.gov)

5.2. El regolito como recurso, no como suelo prefabricado.

El regolito puede contener reservas minerales útiles, pero a menudo presenta serias limitaciones:

ausencia casi total de materia orgánica;

baja actividad biológica;

estructura agregada débil;

deficiencia de nitrógeno disponible;

fósforo limitado;

régimen hídrico inestable;

alta rocosidad;

permeabilidad excesiva al agua o, por el contrario, compactación;

minerales tóxicos;

mayor concentración de metales;

acidez o alcalinidad;

tendencia a la erosión.

Por lo tanto, el objetivo del proyecto es llevar a cabopedogénesis, es decir, formación controlada de suelo a partir de regolito.

6. Clasificación del regolito para el proyecto

Antes de su uso, el regolito se divide en categorías funcionales.

Categoría RG-1 - Biológicamente prometedor

Material:

no contaminado;

tiene una composición mineral adecuada;

retiene algo de humedad;

accesible a las raíces;

No contiene un exceso peligroso de sales;

puede transformarse rápidamente en tierra.

Solicitud:

estepa boscosa;

repoblación forestal;

tiras protectoras;

futuro jardín forestal.

Categoría RG-2: deficiente pero seguro

Características:

bajo en nutrientes;

casi ninguna materia orgánica;

escasa capacidad de retención de agua;

alta rocosidad.

La solicitud es posible después de:

creación de una cuenca hidrográfica;

introducción de materia orgánica;

plantaciones de especies pioneras;

protección contra la erosión.

Categoría RG-3 - exigencia física

Material:

comprimido;

excesivamente arcilloso;

casi impenetrable;

demasiado suelto;

inestable en una pendiente;

contiene fragmentos grandes.

Requiere preparación del suelo por parte de ingenieros.

Categoría RG-4 - Químicamente problemático

Posible:

alta acidez;

alcalinidad;

salinización;

exceso de boro;

contenido de aluminio tóxico;

minerales de sulfuro;

metales pesados.

Su uso solo está permitido tras un análisis y una remediación especial.

Categoría RG-5: peligroso o inadecuado

Esto incluye materiales que contienen:

residuos industriales peligrosos;

amianto;

componentes radiactivos;

altas concentraciones de plomo, cadmio, arsénico y mercurio;

rocas mineras generadoras de ácido;

otros contaminantes no controlados.

Este material no se utiliza en la industria alimentaria, forestal ni en zonas públicas sin aislamiento y un proyecto de ingeniería independiente.

7. Formación del suelo a partir del regolito

Etapa 1. Estudio geológico y químico.

Se determina lo siguiente:

origen del material;

profundidad;

composición granulométrica;

mineralogía;

pH;

conductividad eléctrica;

carbonato;

año;

macro y microelementos disponibles;

metales pesados;

capacidad de generar escorrentía ácida;

permeabilidad al agua;

estabilidad de taludes.

Etapa 2. Formación del relieve

El regolito no se puede nivelar de forma uniforme.

Creado:

pendientes estables;

gradas;

microgotas;

recipientes para recoger agua;

ejes contorneados;

líneas de piedra;

desbordamientos seguros;

zonas de acumulación de suelo fino;

Zonas de aterrizaje protegidas.

Etapa 3. Creación de suelo fino

Para materiales muy grandes y rocosos, se utilizan los siguientes:

trituración mecánica de una parte de la roca;

mezcla de fracciones;

agregando arcilla segura;

Introducción de material mineral fino;

disposición local de las zonas de aterrizaje;

retención de polvo y sedimentos naturales.

No es necesario triturar completamente el regolito. Fragmentos grandes:

proteger la superficie;

reducir la evaporación;

crear un microclima;

retienen partículas pequeñas;

proporcionar hábitats.

Paso 4. Añadir materia orgánica.

En la etapa inicial, la materia orgánica se introduce principalmente de forma local:

hacia las pistas de aterrizaje;

en los bolsillos;

alrededor de los arbustos;

a lo largo de las cuencas hidrográficas;

bajo mantillo.

Usado:

compost;

virutas de madera;

paja;

hojarasca;

masa verde;

biocarbón seguro;

material orgánico fermentado.

No se deben enterrar grandes cantidades de materia orgánica fresca a gran profundidad en regolito pobre, ya que esto puede provocar procesos anaeróbicos.

Etapa 5. Colonización biológica

Los siguientes elementos se introducen secuencialmente:

bacterias y biopelículas;

líquenes y musgos, donde se desarrollan de forma natural;

hierbas anuales;

cereales perennes;

legumbres;

arbustos;

árboles pioneros;

árboles longevos que dan forma a la naturaleza;

sotobosque;

elementos productivos del jardín forestal.

Etapa 6. Formación del horizonte organomineral

Mediante la caída de hojarasca, la muerte de las raíces, la actividad microbiana y la meteorización de los minerales, se forma un nuevo horizonte superficial.

Indicadores clave:

la aparición de agregados estables;

aumento del contenido de carbono;

disminución de la densidad;

mejor infiltración;

aumento de la capacidad de retención de humedad;

desarrollo de la red de setas;

aumento en el número de animales del suelo;

el comienzo de la regeneración natural de las plantas.

8. Plantas pioneras para el regolito

No existe un conjunto universal. Las especies se seleccionan en función del clima y la composición química del sustrato.

Para zonas secas y rocosas

cereales locales resistentes a la sequía;

puntero;

hierba de trigo;

pipirigallo;

alfalfa con el pH adecuado;

para mirar;

ventosa;

enebro;

pino;

robles de hábitats secos;

arbustos espinosos locales.

Para zonas húmedas

sauce;

aliso;

álamo;

juncos;

tamices;

comunidades de cañaverales;

hierbas que prefieren la humedad.

Para sustratos ácidos

abedul;

pino;

algunas especies de aliso;

Brezo;

cereales que prefieren los alimentos ácidos;

especies forestales locales.

Para estabilizar pendientes

cereales perennes;

arbustos con raíces ramificadas;

sauce en laderas húmedas;

enebro;

plantas locales de cobertura del suelo;

árboles adaptados a suelos poco profundos.

Las especies pioneras se utilizan como un sistema de protección temporal. No deben convertirse automáticamente en la única composición del bosque futuro.

9. Transición del regolito al bosque

0–5 años

análisis;

formación de relieve;

protección contra la erosión;

gestión del agua;

aplicación local de materia orgánica;

cobertura vegetal primaria.

De 5 a 16 años

hierbas perennes;

arbustos;

árboles pioneros;

los primeros árboles longevos;

acumulación de basura;

seguimiento de la formación del suelo.

A los 16 años, el sitio se somete a su primera evaluación ambiental exhaustiva y puede recibir un pasaporte de zona natural preliminar o permanente de acuerdo con el sistema DREVO.

De 16 a 35 años

expansión de grupos de árboles;

creación de un mosaico de bosque y estepa;

fortalecer la red de setas;

formación de un horizonte de humus joven;

plantar robles, tilos, arces, fresnos, pinos cedro y otras especies de árboles de estructura fina.

35–75 años

formación de bosque joven;

desarrollo de varios niveles;

la aparición de maleza natural;

creación de ventanas de luz;

Comienzo de la cuidadosa inclusión de cultivos de frutas y frutos secos.

75–150 años

suelo de bosque maduro;

composición de madera de edades desiguales;

marco de formación de la naturaleza;

zonas de estepa boscosa y zonas acuáticas;

Jardín forestal sostenible en los terrenos más seguros y fértiles.

150–300 años

renovación natural;

sustitución de las primeras generaciones de árboles;

conservación de granos antiguos;

desarrollo de un perfil de suelo profundo;

adaptación de la composición forestal al cambio climático;

Transferencia de zonas restringidas a las generaciones futuras.

10. Composiciones de suelos artificiales

En algunos casos, el regolito puede utilizarse para crear el suelo deseado.

Estructura posible:

capa mineral inferior

gran regolito;

material de drenaje;

roca erosionada estable.

Zona de raíces medias

regolito fino;

arena;

marga;

arcilla;

suplementos minerales;

una pequeña proporción de materia orgánica estable.

capa biológica superior

compost maduro;

suelo local seguro;

humus foliar;

mantillo;

raíces de plantas tapizantes.

No es posible establecer proporciones exactas de forma universal. Se calculan en función de:

texturas;

capacidad de humedad;

clima;

cita;

composición mineral;

profundidad del perfil;

requisitos de la planta.

11. Uso de regolito volcánico

El material volcánico fresco puede ser una fuente prometedora de minerales, pero no es un suelo fértil ya preparado.

Para dominarlo necesitas:

estabilización de la superficie;

reducción del transporte de cenizas por el viento;

gestión del agua;

acumulación de materia orgánica;

colonización por microorganismos;

Introducción de plantas fijadoras de nitrógeno;

control de la disponibilidad de fósforo;

evaluación de la acidez;

análisis para detectar elementos tóxicos.

Con el tiempo, el regolito volcánico puede transformarse en suelo volcánico joven y, posteriormente, en condiciones adecuadas, en suelo con propiedades andinas.

12. Uso del regolito en la economía del proyecto.

Una vez confirmada la seguridad, el regolito puede utilizarse para:

formación de terrazas;

ejes antierosión;

restauración de canteras;

creación de zonas de aterrizaje forestales;

construcción de carreteras permeables;

dispositivos de filtración de minerales;

creación de sustratos para plantas no alimentarias;

obtención de fracciones minerales;

formación de suelos artificiales;

dispositivos para mezclas de plantas de vivero;

restauración de taludes.

Pero antes de mover el material, es necesario evaluar:

¿Se transfiere la contaminación?

no se destruye el perfil natural;

¿Se está generando escorrentía ácida?

¿Cambia el régimen hídrico?

ya sea que se estén extrayendo valiosos recursos geológicos o del suelo.

13. Restricciones

El proyecto prohíbe:

extraer andosol como suelo comercial ordinario sin justificación ambiental;

eliminar la capa superior de los bosques volcánicos naturales;

mezclar regolito contaminado con tierra limpia para "diluirlo";

utilizar material minero desconocido en jardines forestales;

plantar plantas comestibles en un sustrato no probado;

enterrar grandes volúmenes de materia orgánica fresca a gran profundidad;

realizar plantaciones continuas de árboles sin evaluar el balance hídrico;

Considerar la apariencia de la vegetación como evidencia de la seguridad del suelo;

extraer material mineral de zonas naturales protegidas;

crear monocultivos sobre regolito restaurado.

14. Pasaporte de andosoles y regolitos

Se añade una sección especial de edafogeología al pasaporte digital de la zona natural.

Para andosoli están fijos

origen del material volcánico;

clasificación del suelo;

profundidad del perfil;

contenido de carbono orgánico;

densidad aparente;

capacidad de humedad;

pH;

fósforo disponible y ligado;

aluminio y hierro activos;

estado de la estructura;

grado de erosión;

Historia de los incendios;

tipo de vegetación;

modo de uso.

Para el regolito están fijos

origen geológico;

profundidad hasta el lecho rocoso;

grado de meteorización;

composición granulométrica;

mineralogía;

pétreidad;

pH y sales;

contenido de metal;

permeabilidad al agua;

estabilidad de taludes;

profundidad del suelo en formación;

contenido de materia orgánica;

etapa del desarrollo biológico.

estados de desarrollo

15. El principio fundamental del proyecto

El andosol debe ser preservado y restaurado ante todo. El regolito debe ser estudiado, estabilizado y transformado gradualmente en suelo vivo.

Secuencia básica:

Diagnóstico geológico → Evaluación de seguridad → Gestión del terreno y del agua → Protección de la superficie → Adición de materia orgánica → Repoblación biológica → Pastos y arbustos → Bosque pionero → Árboles formadores de la naturaleza → Suelo forestal maduro → Jardín forestal sostenible.

En una escala de 150 a 300 años, el regolito no se considera un material estéril, sino la base del suelo futuro, y el andosol se considera no solo un recurso agrícola, sino también un valioso patrimonio natural vivo.

Es lógico vincular esta sección con el sistema de certificación ecológica: el pasaporte de una planta y una zona natural incluye no solo el tipo de suelo, sino tambiénla etapa de transformación del regolito en un perfil de suelo vivo.

Un jardín forestal no debe describirse como "árboles + arbustos + hierbas", sino como un sistema de agua, suelo, luz, raíces, polinizadores, cultivos y un cambio gradual de la vegetación.

Cuando se diseñan adecuadamente, los sistemas agroforestales pueden mejorar simultáneamente la fertilidad del suelo, la retención de agua, la protección contra el viento, la biodiversidad y la sostenibilidad de la producción. Sin embargo, con una densidad y selección de especies inadecuadas, los árboles comienzan a competir con los cultivos por la luz, el agua y los nutrientes.Página principal de la FAO)