Macrobiología del Suelo

En el trópico húmedo, los macroorganismos del suelo (raíces e invertebrados de tamaño mayor que 2 mm) desempeñan un papel clave en los procesos que determinan la fertilidad del suelo, ya que regulan la disponibilidad de nutrientes asimilables para las plantas. Las esferas de actividad de estos organismos se han definido como los sistemas de regulación biológica del suelo, los cuales están constituidos por una fuente de energía (materia orgánica, M.O.), una población de descomponedores (microorganismos) y una población de reguladores (macroorganismos). Estos sistemas de regulación se distinguen según la naturaleza de los macroorganismos implicados: el sistema de artrópodos de la hojarasca y raíces superficiales, la rizosfera para las raíces; la drilosfera, para las lombrices; y la termitosfera, para las termitas.

Ciertos organismos del suelo, principalmente las lombrices, las termitas y las hormigas, se han definido como ingenieros del ecosistema. Estos producen estructuras (turrículos, nidos y galerías) por medio de las cuales pueden modificar el ambiente donde viven, causando dos efectos contrastantes en la descomposición y la dinámica de la M.O.:

• acelera, por un lado, su velocidad de reciclamiento, lo que facilita la actividad microbiana;
• favorecen, por otro, su conservación a largo plazo porque la inmovilizan en estructuras biogénicas estables en el tiempo.

Se han establecido también relaciones entre las actividades de los ingenieros del ecosistema y la formación y el mantenimiento de la estructura del suelo. Finalmente, influyen en las condiciones de vida de otras comunidades de organismos del suelo, más pequeños o menos móviles, y determinan su abundancia y su estructura. Por tanto, la diversidad y la abundancia de las comunidades de macroinvertebrados y la importancia relativa de los grupos de organismos de mayor interés pueden ser utilizados como indicadores de la calidad del suelo.

Las actividades de la macrofauna afectan, a veces de manera considerable, el crecimiento de las plantas. Pueden ser también vectores de microorganismos simbióticos de las plantas, como los fijadores de nitrógeno o los hongos de micorriza, o pueden digerir, de manera selectiva, microorganismos patógenos. En los ecosistemas,  naturales, las lombrices y las hormigas afectan también a la dinámica de la vegetación, ya que pueden influir, de manera selectiva, en la diseminación de las semillas y en la composición de los bancos de semilla del suelo.

La fauna del suelo

El grupo macrofauna incluye aquellos animales del suelo que miden más de un centímetro de largo, o que tienen una anchura o diámetro de más de 2 mm. Una diversidad de organismos de suelo se incluye en esta categoría, aunque éste se concentra en los grupos más significativos: lombrices de tierra, termitas, hormigas y escarabajos.

De la macrofauna del suelo los organismos más importantes son las lombrices de tierra y los comejenes. Las lombrices de tierra tienen un principal efecto en los primeros 15 a 20 cm de suelo, y la cantidad de suelos que estos organismos pasan a través de su sistema digestivo en un año puede llegar hasta 30 ton/ha, favoreciendo una mejor agregación tanto en el tamaño de los agregados como en la estabilidad de los mismos. Estos organismos pueden tener una biomasa de hasta 18.000 kg/ha, aunque en promedio su valor es 500 kg/ha, lo cual representa aproximadamente el 0.9 por ciento o el 0.02 por ciento del peso del suelo, respectivamente. Algunos autores consideran que los orificios que algunas lombrices de tierra dejan en el suelo permiten una mejor aireación y drenaje del mismo.

Figura 1. Lombriz de tierra. Tomado de: http://luisnnttvillanueva.blogspot.com/2012/05/composicion-basica-del-suelo.html

Algunos de los factores más importantes que afectan la actividad de las lombrices de tierra son: la aireación del suelo, contenido de materia orgánica y humedad, pH y temperatura del suelo. Estos organismos prefieren suelos bien aireados aunque con ambiente húmedo, son heterótrofos, por lo tanto requieren de materia orgánica como fuente de alimento y su número aumenta notablemente en suelos que reciben aplicaciones de residuos de plantas y estiércol. Pocas especies son tolerantes a la acidez en el suelo y el número y distribución en el perfil es afectado por temperaturas del suelo inferiores o superiores a 10°C.    

Los comejenes son comunes en regiones tropicales y subtropicales. Su función más importante es la de transportar suelo de capas inferiores hacia la superficie, donde forman <<nidos>> o <<promontorios>> que pueden alcanzar hasta 6 metros de altura y en donde viven millones de estos insectos. Ellos crean una mezcla de los materiales del suelo y de los residuos de plantas y materiales orgánicos que usan como fuente de alimentos.  

Los comejenes tienen efectos positivos y negativos sobre el uso que se le puede dar a los suelos. Ellos aceleran la descomposición de material orgánico, pero afectan la producción de los cultivos, debido al desarrollo rápido de sus promontorios. 

Figura 2. Comejenes. Tomado de: http://es.wikipedia.org/wiki/Isoptera. 

Grupos importantes de la macrofauna

Artrópodos

Predominan en la macrofauna en biodiversidad y número. Constituyen alrededor del 10% de la biomasa del suelo. Su principal función es trocear la materia orgánica y dar soporte adecuado a la vida microbiana. Existen 4 especies de artrópodos en la macrofauna del suelo.

1. Aracnidos (ácaros). Los ácaros cumplen funciones muy importantes dentro del ecosistema, por ejemplo en bosques son degradadores de materia orgánica; actúan como controladores biológicos. 

2. Miriápodos (ciempiés y milpiés). Son más numerosos en suelos de bosque húmedos que en los de los prado. Resultan importantes en la fragmentación de hojarasca, se alimentan de heces de detritívoros, por lo que son un eslabón importante en el reciclaje de materia orgánica. Juegan un papel importante como depredadores y carnívoros. 

Figura 3. Cienpies. Tomado de: http://es.wikipedia.org/wiki/Chilopoda. 

3.Colémbolos. Son los artrópodos más ampliamente distribuidos . Puede haber más de 10.000 por metro cuadrado. Se alimentan de bacterias, hongos y esporas, materia orgánica, plantas vivas y animales, no juegan un papel sustancial en la producción de nutrientes del suelo, pero participan activamente en la fragmentación de la hojarasca.

Figura 4. Collembola. Tomado de: http://es.wikipedia.org/wiki/Collembola.

4. Isópteros (termitas). Las termitas transportan materia orgánica hacia sus nidos. En el trópico, llevan a cabo una tarea similar a la de las lombrices de tierra, puesto que remueven materia orgánica del suelo.

Figura 5. Termitas. Tomado de: http://es.123rf.com/photo_16801712_nidos-de-termitas-en-eucalipto.html.

Moluscos (Caracoles y babosas)

Los moluscos son después de los insectos, el grupo mas extendido sobre el planeta, del cual se han clasificado aproximadamente 200 mil especies. Son sensibles a los cambios de humedad y temperatura. Debido a su sensibilidad no están uniformemente distribuidos en el suelo. Algunos moluscos se alimentan en la superficie del suelo y se desplazan por su contorno, incorporando materia orgánica. También segregan mucoproteinas que contribuyen a formar agregados de tierra hidroestables.

Figura 6. Caracoles. Tomado de: http://comabien.es/rcaracoles.htm

Gusanos

Se alimentan de microorganismos y cierta materia orgánica disuelta. No asimilan la materia orgánica polimerizada ya que no poseen encimas para digerir polisacáridos. Son más pequeños que las lombrices de tierra. Son sensibles a la sequedad y no resisten la falta de humedad, por lo que su distribución no es uniforme en el suelo. Pueden haber 100.000 gusanos enquitraeidos por metro cuadrado en un suelo húmedo 

Lombrices de tierra

Existen aproximadamente 8.000 especies de lombrices de tierra en el suelo. Las lombrices de tierra solo actúan en presencia de agua, ésta les permite agregar una mucosidad que facilita su movimiento en la tierra. Su piel debe estar húmeda para la respiración. Por regla general, cuando aumenta el carbón orgánico en el suelo, las poblaciones de lombrices de tierra también lo hacen.

Las lombrices de tierra predominan en la biomasa de la macrofauna, desempeñan una labor directa en la descomposición de la hojarasca, así fragmentan las hojas en descomposición y las mezclan con la tierra. También introducen la hojarasca de la superficie en la tierra, segregando una mucosidad en el interior de los canales que realizan, mejorando en ciertos casos la estructura del suelo.

Video sobre las lombrices de tierra: http://agron-www.agron.iastate.edu/~loynachan/mov/flash/earthworm.html.

La flora del suelo

La macroflora está constituida fundamentalmente por las raíces de las plantas superiores, a excepción de las plantas de tallos subterráneos. La importancia de las raíces en el suelo es elevada, ya que constituyen una de las fuentes más importantes de residuos orgánicos del suelo, sobre todo en las capas inferiores; contribuyen a la estabilidad de los agregados del suelo debido a su estructura; la actividad respiratoria de las raíces (consumo de O2 y desprendimiento de CO2) contribuye a la formación de la atmósfera del suelo; favorecen el desarrollo de microflora edáfica en sus inmediaciones; retiran nutrientes del medio, incorporándolos a la biomasa y disminuyendo las salidas de nutrientes del sistema por lixiviación.

Las plantas superiores ofrecen una gran cantidad de residuos orgánicos al suelo a través de las raíces y hojarasca. Las raíces consumen oxígeno, agua y nutrientes, mientras que liberan CO2 y exudan (mezcla de ácidos orgánicos, azúcares y otros compuestos vegetales solubles que escapan de las raíces). Las raíces influyen en las actividades microbianas especialmente en el rizosfera.

Figura 7. Plantas superiores. Tomado de: http://www.landfood.ubc.ca/soil200/soil_organisms/flora_fauna.htm#organisms.

Referencias 

Georges Rippsteins, Germán Escobar, Francisco Motta (editores). Agroecología y biodiversidad de las sabanas en los Llanos Orientales de Colombia. Cali, Colombia: Centro Internacional de Agricultura Tropical, 2001. 302 p. Ilus. (Publicación CIAT; no. 322).

Daniel F. Jaramillo J. Introducción a la Ciencia Del Suelo. Universidad Nacional de Colombia, Facultad de Ciencias. Medellín, 2002.

Eduardo Felipe Casanova Olivo. Introducción a la ciencia del suelo. Universidad Central de Venezuela, Facultad de Agronomía, Consejo de Desarrollo Científico y Humanístico in Caracas, 1991.

Fátima M. S. Moreira, E. Jeroen Huising y David E. Bignell (editores). Manual de biología de suelos tropicales. Muestreo y caracterización de la biodiversidad del bajo suelo. Mexico DC. Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales (Semarnat), Instituto Nacional de Ecología (INE).

Antonio Jordán López. Manual de Edafología. Departamento de Cristalografía, Mineralogía y Química Agrícola de la Universidad de Sevilla. Consultado en: http://libnet.unse.edu.ar/1bi/ba/cefaya/cdig/000005.pdf.