Cuándo: 26 de septiembre de 2022 - 14:30 hrs.
Dónde: Auditorio de la Facultad de Agronomía e Ingeniería Forestal UC
Organiza: Facultad de Agronomía e Ingeniería Forestal UC y CAPES
El seminario “Pesticidas en base a cobre para el manejo de frutales en Chile central: residuales y calidad de suelo” busca ser un espacio de reflexión en torno a los riesgos asociados al uso de pesticidas en base a cobre en huertos frutales de la zona central de Chile, con énfasis en residuos y calidad de suelo.
Participarán como expositores/as Rosanna Ginocchio, académica de la Facultad de Agronomía e Ingeniería Forestal UC e investigadora principal CAPES; Celine Pelosi, del Instituto Nacional para la Investigación Agronómica, INRAE, Francia; Jaime Auger, académico del Departamento de Sanidad Vegetal de la Universidad de Chile; y Tomás Schoffer, investigador CAPES.
El evento se realizará en el auditorio de la Facultad de Agronomía e Ingeniería Forestal UC, entre las 14:30 y las 17:00 horas.
Este es el primer estudio que describe el contenido de cobre en suelos y hojarasca en huertos de Chile, y uno de los pocos trabajos a nivel mundial que realiza estos experimentos en frutales.
Hojarasca en plantaciones de ciruelo
Para muchos de nosotros, la capa de hojas secas que se forma bajo bosques y arboledas a comienzos del otoño, comúnmente conocida como hojarasca, es, o una leve molestia —si nos toca removerla de desagües y canaletas— o una agradable ocurrencia —cuando paseamos por algún parque sintiendo el crujir de las hojas bajo nuestros pies.
Para ciertos árboles frutales, sin embargo, la presencia de esta cobertura natural bien puede ser una última línea de defensa entre ciertos contaminantes y un suelo fértil y saludable.
Así al menos lo demostró un grupo de investigadores del Centro de Ecología Aplicada y Sustentabilidad (CAPES UC), el Laboratorio de Ecología Microbiana de la U. de O’Higgins y el Departamento de Fruticultura y Enología de la PUC, quienes decidieron estudiar el rol de la hojarasca como protectora del suelo en plantaciones frutales de la región de O’Higgins, zona donde la aplicación intensiva de pesticidas a base de cobre es una práctica común. Sus resultados fueron publicados en la revista Plant, Soil and Environment.
“El estudio surge en una visita a terreno de un productor frutal, quién nos mostró y explicó in situ cómo aplicaban pesticida a base de cobre y las concentraciones en que este elemento se podría encontrar en el suelo” relata Tomás Schoffer, investigador CAPES y autor principal del trabajo. “Para ejemplificar lo anteriormente descrito, el productor nos quiso mostrar el suelo, y para eso removió la hojarasca del frutal. En ese momento nos surgió la pregunta de qué efecto tendría la hojarasca sobre la incorporación de cobre (aplicado como pesticida) en el suelo”.
La duda, explica el ingeniero agrónomo de la Universidad Católica, se fundaba en el hecho de que la capa orgánica de los suelos (la cual incluye la hojarasca) es uno de los principales sumideros de metales cuando éstos provienen de la atmósfera. “De hecho” añade, “existe evidencia científica de que la hojarasca genera un efecto protector sobre el reclutamiento de plántulas en sitios afectados por una fundición de cobre. Si bien la fuente del metal y el escenario eran diferentes, pensamos que podría existir un efecto similar”.
Para confirmarlo, los investigadores seleccionaron huertos frutícolas de la Región de O’ Higgins por ser ésta la región de mayor producción de frutales de nuestro país donde se aplican pesticidas a base de cobre. Los huertos seleccionados fueron de cerezos, ciruelos y kiwi, usando viñas de uva de mesa, donde no se aplican estos químicos, como grupo de control. En todos los huertos, se tomaron muestras tanto de la hojarasca como del suelo inmediatamente bajo ella para medir sus contenidos de cobre.
“Adicionalmente”, cuenta Schoffer “realizamos para las muestras ensayos de respiración microbiana del suelo inducidas por fuentes de carbono (MicroRespTM), esto para tener un parámetro con el que medir la actividad microbiana del suelo. Con estos datos, contrastamos los contenidos de cobre de la hojarasca y del suelo, y la actividad microbiana del suelo, de cada huerta”.
Protegidos de las plagas, pero expuestos a los metales
Históricamente, los plaguicidas en base a cobre han sido usados con frecuencia para controlar enfermedades microbianas en árboles frutales, ofreciendo a estos cultivos protección contra hongos y bacterias nocivas, y al mismo tiempo, exponiéndolos a altas concentraciones de este metal.
“La aplicación de pesticidas en general, sobre todo en los sistemas frutícolas intensivos, ha llevado a diversos impactos en el medio ambiente, tales como la pérdida de biodiversidad dentro del predio y en las zonas aledañas” comenta Rosanna Ginnochio, investigadora principal de CAPES y otra de las autoras del estudio. “Como su vía de aplicación es por aspersión, un alto porcentaje de estos químicos se dispersa en la atmósfera, produciendo contaminación difusa (fuera del predio) que perfectamente puede llegar a las poblaciones humanas cercanas, imponiendo eventuales riesgos para la salud”. De hecho, se estima que alrededor del 70-90% del pesticida aplicado se difunde hacia otras áreas.
En el caso de los suelos, detalla Ginocchio, “el proceso puede resultar en un enriquecimiento excesivo con este metal, alterando la calidad de estos y, en consecuencia, su actividad microbiana, pues, recordemos, el cobre es antibacteriano y fungicida”.
“El cobre es un micronutriente esencial para todos los organismos, pero se vuelve tóxico por sobre un cierto umbral” aclara Schoffer. “Por lo tanto, si se considera la forma de aplicación de estos pesticidas, su prolongado uso, su acumulación en el suelo y el hecho de que son fungicidas, es de esperar que se produzca un impacto sobre la biodiversidad microbiana del suelo y, con ello, una disminución de su calidad y función”.
El investigador también añade que esta excesiva presencia de cobre no sólo afecta a los microorganismos del suelo, sino que también a plantas y organismos de la mesofauna edáfica. “Lo anterior se traduce en un efecto indirecto sobre los seres humanos, ya que eventualmente el cobre podría ingresar a la cadena trófica y biomagnificarse, afectando finalmente la salud de las personas. Sin embargo, éste no es la única forma en que los pesticidas a base de cobre afectan a los seres humanos. Como mencionó la Prof. Ginocchio, existe una difusión de estos pesticidas a otras áreas, pudiendo afectar directamente a las personas y generando afecciones tales como el cáncer.
El uso intensivo de pesticidas en base a cobre puede traer riesgos indirectos no sólo para el suelo, sino que para la biodiversidad y la salud humana.
¿La hojarasca al rescate?
Entre los resultados del estudio, Schoffer comenta que niveles de cobre hallados en el suelo no difirieron en los diferentes huertos. “Sin embargo”, revela, “el nivel de cobre en la hojarasca fue estadísticamente superior en los huertos donde se aplicó cobre (cerezos, ciruelos y kiwis) en comparación a los huertos donde no se aplicó cobre (uva de mesa). Como suponíamos, la hojarasca cumplió un efecto protector contra el ingreso de cobre al suelo”.
De hecho, los investigadores encontraron hasta 7 veces más cobre en la hojarasca que en el suelo de los huertos donde se aplicó cobre. “Sin embargo, no pudimos evaluar con certeza tal efecto protector sobre las comunidades microbianas. Primero, porque no hubo diferencia en la actividad microbiana en los diferentes huertos (donde ésta siempre estuvo presente) y segundo, porque al no haber diferencias entre los niveles de cobre en los suelos de los huertos testeados, no obtuvimos una gradiente de cobre desde donde evaluar una posible inhibición de la actividad microbiana. En este contexto, estudios han demostrado que los microorganismos del suelo no son tan sensibles a cambios en los niveles de cobre como los presentados en este estudio. Por lo anterior es que en la actualidad nos encontramos evaluando el efecto de pesticidas a base de cobre en bioindicadores más sensibles” explica Schoffer.
Así y todo, los investigadores pudieron concluir que cobre disperso en los huertos logró acumularse mayoritariamente en la hojarasca, la que funcionó como una barrera para la entrada de este metal a los suelos estudiados. “Esto”, explica Rosanna Ginocchio, “porque las hojas y la hojarasca adsorben el cobre en sus superficies, disminuyendo su translocación al suelo y, por ende, reduciendo los riesgos de contaminación”.
Más allá de su rol como protector de los suelos, tanto Schoffer como Ginocchio coinciden en que estos resultados suponen nuevos usos para la hojarasca producida por los árboles frutales: “como grupo, pensamos que, una vez removida, la hojarasca puede integrarse a un sistema de compostaje, donde se incluyan otros residuos orgánicos, con el fin de diluir el contenido de cobre y finalmente ser aplicado de manera segura a los suelos, comenta Schoffer.
A la fecha, este es el primer estudio que describe el contenido de cobre en suelos y hojarasca en huertos de Chile, y uno de los pocos trabajos a nivel mundial que realiza estos experimentos en frutales y no en viñedos.
Científicos de la Universidad de O’Higgins y CAPES testearon el desempeño de distintas enmiendas orgánicas sobre suelos quemados de una zona costera de secano de la región de O’Higgins, arrasada por las llamas en enero de 2017.
Los últimos incendios de gran magnitud ocurridos en Chile —conocido como “mega incendios”— se produjeron en el verano de 2016-2017 afectando principalmente la zona comprendida entre las regiones de O’Higgins y Biobío, y amenazando los ecosistemas de tipo mediterráneo que caracterizan estos territorios. Durante dicho período, la extensión arrasada por el fuego alcanzó un máximo histórico de cerca de 600 mil hectáreas y puso en peligro no sólo a las especies animales y vegetales que habitan estos ecosistemas, considerados hotspots de biodiversidad a nivel global, sino también sus suelos, soporte fundamental para para su subsistencia.
Aunque los incendios son parte importante de los ecosistemas de bosque, el aumento de la intensidad y frecuencia de los mismos ha puesto en riesgo la capacidad natural de recuperación de los ecosistemas de la zona central de Chile, caracterizados por vegetación esclerófila, como el quillay o el litre, volviendo cruciales los esfuerzos de conservacionistas e investigadores por restaurar estos ambientes afectados, comenzando por los suelos.
Uno de estos esfuerzos lo representa el trabajo de los científicos de la Universidad de O’Higgins y del Centro de Ecología Aplicada y Sustentabilidad (CAPES), Claudia Rojas y César Marín, quienes, en conjunto con investigadores de la Universidad Miguel Hernández, de España, testearon el desempeño de una serie de enmiendas orgánicas sobre suelos afectados por los incendios de 2017, específicamente, aquellos ubicados en una zona costera de secano de la región de O’Higgins arrasada por las llamas en enero de aquel año.
Con el objetivo de recuperar las propiedades biológicas y condiciones fisicoquímicas fundamentales para sustentar la recuperación de la vegetación y otros servicios ecosistémicos de los suelos, los investigadores buscaron determinar, entre enmiendas orgánicas de fácil acceso para las comunidades afectadas, cuáles de estas promovían más eficazmente su recuperación. Para esto, los investigadores analizaron los efectos que la aplicación de estiércol fresco (de ave y porcino), por una parte, y compost de origen agrícola, por otra, tenían sobre aspectos clave como la actividad biológica, contenido de nutrientes, así como también la presencia de carbono orgánico en los suelos tratados.
Entre sus resultados, publicados en el Journal of Soil Sciente and Plant Nutrition, los especialistas hallaron que tanto las enmiendas frescas en forma de estiércol y más estabilizada en forma de compost mejoraban la fertilidad de estos suelos y estimulaban su actividad microbiana luego de ocho meses de aplicación. Sin embargo, un aspecto a considerar es el efecto a corto y largo plazo que este tipo de enmienda pueda tener en las condiciones de suelos afectados por incendios. En particular, las enmiendas frescas (especialmente el estiércol de cerdo) promovieron la recuperación inmediata de la actividad biológica de los suelos, aunque los autores también comprobaron que el uso de esta enmienda generaría mayores tasas de mineralización de carbono —proceso mediante el cual la materia orgánica se degrada hasta convertirse en CO2 que es luego liberado a la atmósfera— reduciendo así potencialmente el período de almacenamiento de carbono en el suelo.
Los suelos tratados con compost de residuos agrícolas, en cambio, acumularon una mayor cantidad de carbono y nitrógeno, asegurando por más tiempo el almacenamiento de carbono en el suelo y la liberación de nutrientes a largo plazo y, por consiguiente, la recuperación prolongada de las funciones de estos suelos.
Una recuperación orgánica
Los incendios severos dañan los suelos debido, principalmente, a la combustión de la materia orgánica, componente crítico de los ecosistemas terrestres y clave para la actividad microbiana, el ciclo de nutrientes y la formación de la estructura del suelo. La dinámica y crecimiento microbiano se ven fuertemente afectados tanto por los incendios como por las sequías frecuentes, dificultando la recuperación de funciones del ecosistema que dependen de los microorganismos, como el ciclo del nitrógeno y carbono. Por lo que restablecer los niveles de materia orgánica aplicando, por ejemplo, enmiendas al suelo, es una de las principales estrategias para restaurar los suelos post-incendios.
En todo plan de restauración de suelos, elegir el tipo de enmienda orgánica que será aplicada a los terrenos degradados es un paso importante, pues son éstas las que determinan las tasas de descomposición y, además, tienen consecuencias transitorias y duraderas en las condiciones edáficas. A corto plazo, aumentan la fertilidad, el ciclo de nutrientes, el crecimiento y actividad biológica del suelo y favorecen un rápido establecimiento de plantas. A largo plazo, mejoran la capacidad de retención de agua y la estructura y estabilidad del suelo, reduciendo el riesgo de erosión y pérdida de nutrientes.
Las enmiendas orgánicas frescas, como el estiércol de cerdo o ave, agregan gran cantidad de carbono orgánico fácil de degradar que impulsa el rápido crecimiento de microorganismos y vegetación, lo que es muy útil para los suelos con tiempos de rotación cortos. Pero también pueden ocurrir efectos adversos como aumento de la mineralización, emisiones de CO2 a corto plazo, salinidad o acidez, o la incorporación de contaminantes o potenciales patógenos al suelo.
Por otra parte, los materiales estabilizados como el compost o vermicompost, entregan una alta proporción de sustancias orgánicas estables que favorecen la fertilidad duradera del suelo, la liberación paulatina de nutrientes y la recuperación de la función del suelo a largo plazo. Esto significa que la elección del tipo de enmienda a utilizar dependerá de los objetivos a lograr, según del plan de restauración trazado y el uso del suelo.
El último informe del IPCC predice un aumento de las temperaturas para las próximas décadas, lo que traerá, entre otras consecuencias, incendios forestales más frecuentes y severos. Bajo ese escenario, se hace urgente seguir estudiando los efectos de las enmiendas orgánicas en la recuperación de los suelos y cómo afectarán a los esfuerzos en la restauración y conservación de ecosistemas únicos, como los bosques esclerófilos de la zona central de Chile.
Texto: Comunicaciones CAPES Créditos de imagen: Claudia Rojas, PhD
La investigadora principal de la línea 1 de CAPES, Rosanna Ginocchio, junto a los investigadores Alexander Neaman, Yasna Tapia y Alexey Novoselov, reflexionaron sobre las principales claves para desarrollar una legislación que evite el riesgo de contaminación de los suelos por metales, una realidad dolorosamente presente en nuestro país. Su artículo, que compartimos de forma íntegra, apareció en la Revista InduAmbiente de marzo-abril de 2021.
Existe certeza que en el norte y centro de Chile, las rocas son naturalmente abundantes en cobre y otros elementos minerales (como el arsénico, que pese a ser un metaloide, será referido aquí como un «metal» para facilitar la comprensión). Este hecho hace que las concentraciones de metales sean naturalmente altas en los suelos de esta zona, en comparación con el resto del país u otras partes del mundo. Estas concentraciones naturales se definen como «concentraciones de línea base» o background en inglés.
Las altas concentraciones de cobre en las rocas posibilitan que Chile sea un país minero y líder mundial en la producción de este recurso. Sin embargo, como consecuencia de esta actividad productiva, se ha generado un enriquecimiento antrópico de suelos con metales en diversas áreas su zona norte y centro. Al mismo tiempo, otras actividades económicas también han enriquecido los suelos con metales. Como la agricultura, que ha incrementado dicha concentración en ciertas zonas debido al uso intensivo de pesticidas y fertilizantes químicos (Schoffer et al. 2020).
Legislación inexistente
En Chile, existe preocupación por la contaminación de los suelos con metales, sin embargo, no contamos con una legislación nacional al respecto. En este escenario, cabe preguntarse: ¿Las leyes de otros países, son adecuadas para nuestra realidad?, ¿cómo se puede desarrollar una regulación soberana y apropiada?
En ausencia de una normativa específica para regular la contaminación antrópica de los suelos del país con metales, el Reglamento del Sistema de Evaluación de Impacto Ambiental (D.S. N°40/2012), en su Titulo II, artículo 11, presenta una lista de 14 países cuyas normas de calidad ambiental y de emisión pueden ser utilizadas como referencias. En la temática de interés, los autores de este artículo realizamos un exhaustivo análisis y llegamos a la conclusión que Italia es uno de los países que más se asemeja a Chile desde el punto de vista geoquímico (Neaman et al. 2020). Asimismo, la legislación italiana establece concentraciones máximas de metales en suelos. Entonces, ¿la legislación italiana será la más aplicable para regular la contaminación antrópica con metales en suelos de Chile?
Para responder a esta interrogante, estudiamos suelos ubicados en la cuenca del río Aconcagua (Región de Valparaíso), en áreas donde no se realizan actividades humanas. Es decir, las concentraciones de metales en suelos de esas zonas representan una condición natural o de línea base, que para el cobre total fue de 134 mg/kg. Ese valor está por encima del límite legislativo de Italia (120 mg/kg), o sea, aplicando la legislación italiana en Chile, se puede llegar a una conclusión errónea de que todos los suelos evaluados están contaminados, incluso en áreas con ausencia de actividades antrópicas (ver tabla adjunta).
Por otro lado, los estudios realizados demuestran que el contenido de línea base de cobre total en suelos de la cuenca del Aconcagua no representa ningún riesgo para la biota presente (por ejemplo, Verdejo et al. 2015). En otras palabras, el límite legislativo de Italia para cobre en suelos representa un valor muy exigente para la realidad chilena y puede señalar riesgo ambiental donde no lo hay.
Claves para regular
Actualmente, sociedades científicas, académicos y organizaciones no gubernamentales (ONGs) están elaborando un Proyecto de Ley Marco de Suelos que vele por la protección de este recurso y de los servicios ecosistémicos que entrega al ser humano. Uno de los tópicos de esta ley es la contaminación de los suelos. En este contexto, ¿cómo establecer los contenidos máximos permisibles de metales en los suelos chilenos?
Para abordar ese tema, en primer lugar, es preciso definir el criterio para llamar a un suelo como «contaminado». Algunos investigadores proponen referirse a la contaminación cuando la concentración de un metal en el suelo sobrepasa tres veces el valor de la línea base. Según nuestro parecer, tal criterio es aplicable a suelos con bajas concentraciones naturales de metales. Sin embargo, en el caso de la cuenca del Aconcagua, los contenidos triples del valor de la línea base representarán un riesgo para la salud humana, en el caso de arsénico y plomo (ver tabla adjunta). Aunque los criterios de toxicidad de estos elementos para la salud humana se han establecido en estudios extranjeros, será imprudente no considerarlos debido a ausencia de estudios análogos en Chile.
Bioensayos con lombrices permiten analizar el riesgo para la biota de los metales en los suelos
Por lo tanto, proponemos considerar como «contaminado» cualquier suelo cuyas concentraciones de metales superen la línea base. Para tal efecto, será importante realizar estudios en cada cuenca hidrográfica del país, debido a la variabilidad en las concentraciones naturales de metales presentes en los suelos.
Un ejemplo de esto último son las grandes diferencias entre las cuencas Casablanca y Aconcagua, presentadas en la tabla adjunta, lo cual se debe a la distinta composición de las rocas. Aunque ambas cuencas se encuentran ubicadas en la Región de Valparaíso, en la primera predominan rocas plutónicas intermedias (dioritas y granodioritas), mientras que en la segunda son más abundantes las rocas volcánicas (basaltos, andesitas y dacitas), tal como se puede apreciar en la figura adjunta.
Esos tipos de rocas se caracterizan por química y mineralogía distintas. A la vez, los metales de interés tienden a concentrarse en minerales específicos. Por ejemplo, la calcopirita (CuFeS2) es el mineral de cobre más importante. Por otro lado, el mayor contenido de Cu se puede encontrar en rocas volcánicas asociadas con el magmatismo de arco, como basaltos y andesitas. En este contexto, las vulcanitas máficas e intermedias entregan mayores concentraciones de cobre a los suelos de la cuenca del río Aconcagua, en comparación con la cuenca del estero Casablanca.
Evaluación de riesgo
Hoy en día, la ciencia no es capaz de predecir correctamente la biodisponibilidad de los metales en el suelo. Es decir, no se logra pronosticar, de manera robusta, si ocurren o no efectos tóxicos sobre los organismos. Respecto a los riesgos de metales en suelos para la biota, se pueden realizar ensayos de toxicidad (bioensayos), en condiciones de laboratorio o de terreno, basándose en los protocolos internacionales.
Se ha demostrado que sólo una fracción del total del metal presente en un suelo se encuentra biodisponible. Justamente por eso, la presencia de altas concentraciones de metales en suelos no significa necesariamente que ocurran efectos tóxicos. Esta situación, para el caso de la biota, fue demostrada en diversos estudios realizados a nivel nacional (por ejemplo, Ginocchio et al. 2002, Tapia et al. 2013) e internacional.
Debido a esta razón, las regulaciones relacionadas con la contaminación del suelo, a nivel internacional, han evolucionado hacia normativas basadas en evaluaciones de riesgo para la biota y/o la salud humana (por ejemplo, Reinikainen et al. 2016), en vez de valores umbrales específicos basados en los contenidos totales o parciales de metales en el suelo.
Es importante destacar que la evaluación de riesgo ambiental (para la salud humana y la biota) debe realizarse en forma sitio-específica ya que hay diversos factores que determinan la fracción biodisponible del metal y, por ende, la exposición real de la biota o humanos a los contaminantes y la eventual ocurrencia de efectos negativos (toxicidad). Estos factores incluyen las características fisicoquímicas de los suelos, el clima del lugar, la forma química/mineralógica en la que se encuentra el contaminante en el suelo y la sensibilidad (o tolerancia) intrínseca de la biota presente, entre otros.
Los autores proponen hacer estudios de línea base en cada cuenca hidrográfica y considerar como «contaminado» todo suelo cuyas concentraciones de metales la superen.
Respecto a los riesgos de los metales en suelos para la salud humana, se puede llevar a cabo una evaluación sitio-específica utilizando, por ejemplo, hortalizas. Si los contenidos de metales en las partes comestibles de las hortalizas están por debajo de los valores umbrales, no hay riesgo para la salud humana. Sin embargo, la tasa de consumo de hortalizas y otras vías de exposición (por ejemplo, ingestión accidental del suelo) también deben considerarse en esta evaluación (Lizardi et al. 2020).
Finalmente, será necesario realizar estudios de concentraciones de metales en la sangre y/u orina de las personas que habitan en áreas contaminadas, para luego contrastar los valores obtenidos con los umbrales establecidos por la Organización Mundial de la Salud. Tales estudios son escasos en el país y se han realizado principalmente en el caso de intoxicaciones agudas de la población.
Conclusiones
Debido a altas concentraciones naturales o de línea base de metales en los suelos del país, existe una necesidad de avanzar hacia el desarrollo de una legislación soberana respecto a los suelos contaminados por metales. Esta regulación debe considerar las condiciones locales (por ejemplo, línea base, tipo de suelo y condiciones climáticas), en lugar de adaptar y/o adoptar leyes extranjeras que pueden sobreproteger o subproteger la biota presente.
La futura legislación chilena respecto a la contaminación del suelo debe basarse en evaluaciones de riesgo ambiental, o sea para la biota y/o la salud humana, en vez de valores umbrales específicos basados en concentraciones totales o parciales de metales presentes en el suelo.
Finalmente, se agradece a ANID PIA/BASAL FB0002 (Center of Applied Ecology and Sustainability, CAPES) por el financiamiento para el desarrollo y difusión de este estudio.
Texto: Neaman, Ginocchio, Tapia y Novoselov, con ligeros cambios para normalización
Artículo originalmente publicado en InduAmbiente 169 (Marzo-Abril 2021), páginas 36 a 39.
Un estudio con enmiendas orgánicas en suelos de bosques abrasados por el fuego muestra el potencial de los desechos de la industria porcina para recuperar los microorganismos necesarios para el crecimiento de la vegetación nativa local.
Los incendios siempre han sido parte de las dinámicas de los ecosistemas boscosos. Sin embargo, el aumento de la temperatura, la sequía, los cambios en las composiciones de comunidades de plantas y otras alteraciones relacionadas con el clima han aumentado la probabilidad de que este tipo de eventos se vuelvan más frecuentes, de mayor intensidad y amplitud.
Ese es el caso de la zona central de nuestro país y los incendios estivales que afectaron las regiones del Maule, Bio Bio y O’Higgins en 2017. Catalogados en su conjunto como un “mega incendio” debido a la gran extensión en superficie de zona afectada, cerca de 600.000 hectáreas fueron alcanzadas por el fuego en dicha ocasión, superando largamente las 50.000 hectáreas promedio anuales que se ven arrasadas por estos eventos en el país.
Pero una vez afectados, ¿es posible recuperar los ecosistemas boscosos de aquellas zonas diezmadas por este mega incendio? ¿podemos acelerar el proceso de recuperación con enmiendas orgánicas aplicadas en los suelos quemados? ¿Qué tipos de enmiendas son las más adecuadas?
Estas fueron algunas de las preguntas que la investigadora CAPES y profesora de la Universidad de O’Higgins, Claudia Rojas, se planteó. Para encontrar las respuestas, Rojas realizó un estudio piloto en Pumanque (una de las comunas más afectadas por el mega incendio de 2017) con el objetivo de identificar los efectos tempranos de diferentes enmiendas orgánicas y distintos métodos de establecimiento de plantas, sobre las condiciones biológicas y fisicoquímicas en un suelo de bosque esclerófilo quemado.
La investigadora utilizó enmiendas de tipo compost, estiércol porcino y estiércol de aves de corral, además de probar métodos de siembra de semillas y plantaciones de vegetación de especies nativas que crecen normalmente en el bosque esclerófilo, como el quillay, el boldo y el litre.
Como evaluadores indirectos del desempeño de estas enmiendas, se escogieron microorganismos del suelo que respiran O2 y utilizan compuestos orgánicos como fuente de carbono de los suelos. Específicamente, se observaron y cuantificaron las unidades formadoras de colonias (CFUs por sus siglas en inglés), que se forman luego de un período de incubación de seis meses de estas comunidades.
Los resultados, publicados en la revista Agro Sur, revelaron que la aplicación de estiércol porcino e incorporación de plántulas de quillay, boldo y litre fue el tratamiento que evidenció CFUs similares a ecosistemas de referencia contiguos al lugar afectado, a los que el fuego no había logrado alcanzar.
“Además, observamos que el recuento de colonias fue siempre mayor en los tratamientos que recibieron plantas versus semillas de las mismas especies mencionadas anteriormente. Por último, las respuestas de las propiedades fisicoquímica de los suelos a los tratamientos evaluados fueron siempre menos marcadas que las condiciones biológicas” afirmó Rojas.
Este estudio de caso permitió evaluar las respuestas a corto y mediano plazo de las condiciones de suelo frente a la incorporación de materia orgánica fresca. En el largo plazo, contó su autora, permitirá evaluar otros indicadores de suelo que consideren la diversidad funcional y filogenética.
“Este tipo de conocimiento podrá ser aplicado en futuras prácticas de restauración de ecosistemas de bosque afectados por incendios en la zona central de Chile, prácticas que usualmente se enfocan mayoritariamente en recuperar condiciones biológicas sobre el suelo y no dentro de este. Este último punto es de vital importancia, ya que la recuperación de las condiciones edáficas es fundamental para el restablecimiento y sucesión de la vegetación después de la ocurrencia de un incendio”, concluyó Rojas.
El suelo es una de las alternativas de mayor potencial para la mitigación y secuestro de carbono en el mundo. La reducción de los incendios, la mejora de las prácticas agrícolas y la promoción de la reforestación son alternativas que promueven la reducción de emisiones y la captura de CO2. Mediante prácticas que protejan y promuevan un suelo saludable, se estima que éste podría secuestrar hasta cerca del 10% de las emisiones producidas por el hombre. Todo, con el fin de revertir los procesos de degradación de la tierra mejorando las formas de manejo, de manera de poder generar beneficios económicos y ambientales, mejorar la biodiversidad y la conservación.
En ese contexto, las facultades de Agronomía e Ingeniería Forestal y de Química y Farmacia de la Universidad Católica de Chile, junto al Centro UC Cambio Global, realizarán el próximo 15 de octubre, a partir de las 9:00 hrs., el seminario titulado «Manejo de suelo para mitigación de carbono y adaptación al cambio climático», una actividad enmarcada en la agenda COP25.
El seminario, a realizarse en dependencias de la Facultad de Agronomía en Campus San Joaquín, tiene por objetivo conocer diversas experiencias sobre los riesgos principales asociados a la pérdida de carbono en los suelos y el beneficio potencial para la implementación de un programa de medición de carbono en Chile.
Se conocerá además la experiencia de investigadores de México, España y Chile relacionadas a la cuantificación y gestión del carbono en el suelo, y se conmemorarán los 40 años de la Sociedad Chilena de Ciencias del Suelo.
El suelo es una de las alternativas de mayor potencial para la mitigación y secuestro de carbono en el mundo. La reducción de los incendios, la mejora de las prácticas agrícolas y la promoción de la reforestación son alternativas que promueven la reducción de emisiones y la captura de CO2. Mediante prácticas que protejan y promuevan un suelo saludable, se estima que éste podría secuestrar hasta cerca del 10% de las emisiones producidas por el hombre. Todo, con el fin de revertir los procesos de degradación de la tierra mejorando las formas de manejo, de manera de poder generar beneficios económicos y ambientales, mejorar la biodiversidad y la conservación.
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El seminario, a realizarse en dependencias de la Facultad de Agronomía en Campus San Joaquín, tiene por objetivo conocer diversas experiencias sobre los riesgos principales asociados a la pérdida de carbono en los suelos y el beneficio potencial para la implementación de un programa de medición de carbono en Chile.
Se conocerá además la experiencia de investigadores de México, España y Chile relacionadas a la cuantificación y gestión del carbono en el suelo, y se conmemorarán los 40 años de la Sociedad Chilena de Ciencias del Suelo.
Claudia Rojas, investigadora CAPES, visitará durante todo julio la Universidad Miguel Hernández (UMH) en Elche, España, como parte de un trabajo colaborativo destinado a estudiar los factores que intervienen en la recuperación de los suelos afectados por incendios forestales en ecosistemas mediterráneos.
Durante su visita, la también profesora asistente del Instituto de Ciencias Agronómicas y Veterinarias de la Universidad de O’Higgins trabajará codo a codo con los investigadores del Departamento de Agroquímica y Medio Ambiente de la UMH, Dra. Fuensanta García Orenes y Dr. Jorge Mataix-Solera, en una investigación que contempla la ejecución de dos proyectos (ya en curso) tanto en Chile como en España.
En Chile, el proyecto de la Dra. Rojas está estudiando el impacto que distintas enmiendas orgánicas –compuestos orgánicos aplicados en el suelo para mejorar su salud– tienen en la recuperación de los ecosistemas siniestrados, mientras que en España se evalúa cómo distintas estrategias de manejo post-incendio afectan las condiciones fisioquímicas y biológicas del medio edáfico. En éste último proyecto también participa el investigador CAPES Eduardo Arellano.
Los ecosistemas mediterráneos, como los de la zona central de Chile y buena parte de España, se caracterizan por tener un clima templado en invierno y árido en verano, con abundante vegetación de tipo esclerófila y xerófila (especialmente adaptada para los ambientes secos). Son, en comparación a otros sistemas ecológicos, relativamente escasos y muy susceptibles a la emergencia de incendios, por lo que toda vinculación entre países con este tipo de ecosistemas es una oportunidad vital para compartir estrategias exitosas de restauración.
Para la Dra. Rojas, los trabajos a largo plazo relacionados con la mitigación y adaptación de las nuevas condiciones impuestas por el Cambio Climático son trascendentales. “La restauración ecológica de sitios afectados por los incendios es sin duda un tema relevante no sólo en nuestro país, sino en todos los países donde existe un tipo de clima mediterráneo”, explicó.
Según datos de la Corporación Nacional Forestal (CONAF), en la última década se han registrado en Chile un promedio anual de 5.886 incendios forestales, afectando una media de 116.416 hectáreas. En palabras sencillas, 50 veces el área de la comuna de Santiago es quemada en Chile, cada año, a causa de estos fenómenos.
La resiliente vida de los suelos
Como ecóloga microbiana, uno de los aspectos centrales de la investigación de la Dra. Rojas es entender cómo la estructura de los distintos microorganismos que habitan el suelo se ve alterada por la ocurrencia de incendios u otras presiones ambientales negativas, como la contaminación por metales, y cómo dichas presiones condicionan la capacidad de recuperación de los suelos. “Muchos de los servicios ecosistémicos provistos por este medio tienen una relación directa con su microbiota; el ciclo de nutrientes, la degradación de la materia orgánica y el soporte para el crecimiento de la vegetación son todas funciones del suelo en donde los microorganismos juegan un rol fundamental”, comentó.
En la actualidad, la investigadora participa en dos proyectos que tienen por fin evaluar el comportamiento de las comunidades microbianas en suelos incendiados, ya sea en procesos de restauración activa (FPA 6-RE-002-2018) como pasiva (Fondecyt iniciación 11180869). Este último proyecto busca comprender el impacto que tiene la quema en las poblaciones de microoganismos capaces de fijar nitrógeno (diazotróficos) en el suelo, ya que este proceso es clave en la iniciación de una sucesión ecológica en ecosistemas degradados.
Esta y otras investigaciones son parte de la línea 6 del CAPES que la Dra. Rojas integra, denominada “Intensificación ecológica para una agricultura sustentable”. Esta nueva línea de investigación busca reforzar y consolidar aquellos proyectos que intentan contrarrestar los efectos negativos que el cultivo intensivo y el uso de pesticidas provocan en el medioambiente.
Según la investigadora, “la capacidad de producir alimentos inocuos de la mano del cuidado y la protección medioambiental es una de las necesidades clave de nuestra sociedad. En ese sentido, el desarrollo de investigación enfocada en uno de los mayores desafíos de la agricultura actual y futura –producir más y mejor, con menos recursos– es fundamental para nuestro país”.
La Dra. Rojas espera continuar el trabajo con los y las investigadoras de la Universidad Miguel Hernández, que ya contó con las visitas de los Dres. García y Mataix a nuestro país. Su deseo es que estos vínculos den cabida a la formación de nuevos profesionales en el área de la ecología, edafología, agronomía, medioambiente, hidrología y recursos naturales, al tiempo de favorecer el intercambio de conocimientos y experiencias entre científicos chilenos y españoles.
Claudia Rojas, investigadora CAPES, visitará durante todo julio la Universidad Miguel Hernández (UMH) en Elche, España, como parte de un trabajo colaborativo destinado a estudiar los factores que intervienen en la recuperación de los suelos afectados por incendios forestales en ecosistemas mediterráneos.
Durante su visita, la también profesora asistente del Instituto de Ciencias Agronómicas y Veterinarias de la Universidad de O’Higgins trabajará codo a codo con los investigadores del Departamento de Agroquímica y Medio Ambiente de la UMH, Dra. Fuensanta García Orenes y Dr. Jorge Mataix-Solera, en una investigación que contempla la ejecución de dos proyectos (ya en curso) tanto en Chile como en España.
En Chile, el proyecto de la Dra. Rojas está estudiando el impacto que distintas enmiendas orgánicas –compuestos orgánicos aplicados en el suelo para mejorar su salud– tienen en la recuperación de los ecosistemas siniestrados, mientras que en España se evalúa cómo distintas estrategias de manejo post-incendio afectan las condiciones fisioquímicas y biológicas del medio edáfico. En éste último proyecto también participa el investigador CAPES Eduardo Arellano.
Los ecosistemas mediterráneos, como los de la zona central de Chile y buena parte de España, se caracterizan por tener un clima templado en invierno y árido en verano, con abundante vegetación de tipo esclerófila y xerófila (especialmente adaptada para los ambientes secos). Son, en comparación a otros sistemas ecológicos, relativamente escasos y muy susceptibles a la emergencia de incendios, por lo que toda vinculación entre países con este tipo de ecosistemas es una oportunidad vital para compartir estrategias exitosas de restauración.
Para la Dra. Rojas, los trabajos a largo plazo relacionados con la mitigación y adaptación de las nuevas condiciones impuestas por el Cambio Climático son trascendentales. “La restauración ecológica de sitios afectados por los incendios es sin duda un tema relevante no sólo en nuestro país, sino en todos los países donde existe un tipo de clima mediterráneo”, explicó.
Según datos de la Corporación Nacional Forestal (CONAF), en la última década se han registrado en Chile un promedio anual de 5.886 incendios forestales, afectando una media de 116.416 hectáreas. En palabras sencillas, 50 veces el área de la comuna de Santiago es quemada en Chile, cada año, a causa de estos fenómenos.
La resiliente vida de los suelos
Como ecóloga microbiana, uno de los aspectos centrales de la investigación de la Dra. Rojas es entender cómo la estructura de los distintos microorganismos que habitan el suelo se ve alterada por la ocurrencia de incendios u otras presiones ambientales negativas, como la contaminación por metales, y cómo dichas presiones condicionan la capacidad de recuperación de los suelos. “Muchos de los servicios ecosistémicos provistos por este medio tienen una relación directa con su microbiota; el ciclo de nutrientes, la degradación de la materia orgánica y el soporte para el crecimiento de la vegetación son todas funciones del suelo en donde los microorganismos juegan un rol fundamental”, comentó.
En la actualidad, la investigadora participa en dos proyectos que tienen por fin evaluar el comportamiento de las comunidades microbianas en suelos incendiados, ya sea en procesos de restauración activa (FPA 6-RE-002-2018) como pasiva (Fondecyt iniciación 11180869). Este último proyecto busca comprender el impacto que tiene la quema en las poblaciones de microoganismos capaces de fijar nitrógeno (diazotróficos) en el suelo, ya que este proceso es clave en la iniciación de una sucesión ecológica en ecosistemas degradados.
Esta y otras investigaciones son parte de la línea 6 del CAPES que la Dra. Rojas integra, denominada “Intensificación ecológica para una agricultura sustentable”. Esta nueva línea de investigación busca reforzar y consolidar aquellos proyectos que intentan contrarrestar los efectos negativos que el cultivo intensivo y el uso de pesticidas provocan en el medioambiente.
Según la investigadora, “la capacidad de producir alimentos inocuos de la mano del cuidado y la protección medioambiental es una de las necesidades clave de nuestra sociedad. En ese sentido, el desarrollo de investigación enfocada en uno de los mayores desafíos de la agricultura actual y futura –producir más y mejor, con menos recursos– es fundamental para nuestro país”.
La Dra. Rojas espera continuar el trabajo con los y las investigadoras de la Universidad Miguel Hernández, que ya contó con las visitas de los Dres. García y Mataix a nuestro país. Su deseo es que estos vínculos den cabida a la formación de nuevos profesionales en el área de la ecología, edafología, agronomía, medioambiente, hidrología y recursos naturales, al tiempo de favorecer el intercambio de conocimientos y experiencias entre científicos chilenos y españoles.
