El suelo y los ciclos
Lo que vas a aprender
- Explicar cómo los ciclos del carbono y del nitrógeno mantienen la fertilidad del suelo.
- Relacionar la materia orgánica y la cobertura vegetal con la protección del suelo frente a la erosión.
- Explicar, con un modelo de clase, por qué un suelo sin cobertura pierde más tierra que uno cubierto con hojarasca o pasto.
Para qué
¿Para qué sirve esto?
Si caminas por un bosque y escarbas un poco con un palito, encuentras una capa oscura, húmeda y con olor a tierra mojada. Si haces lo mismo en un potrero pelado o en un camino de tierra, encuentras algo muy distinto: tierra clara, dura y seca. Las dos son suelo, pero no sirven igual para que crezcan las plantas.
En las lecciones anteriores seguiste el viaje del carbono y del nitrógeno por el aire, los seres vivos y el suelo. Ahora vas a ver que esos ciclos son los que mantienen vivo y fértil el suelo, y que cuando el suelo se queda sin protección el agua se lo puede llevar. También vas a medir, con un modelo de clase, cuánto suelo protege una cobertura de hojas o de pasto.
Antes de empezar recuerda qué hacen los descomponedores y qué papel tienen las bacterias en el ciclo del nitrógeno.
Explicación
El suelo está vivo
El suelo es la capa delgada que cubre la roca. Está hecho de partículas minerales que vienen de la roca desgastada (arena, limo y arcilla), de agua, de aire y de materia orgánica: restos de hojas, raíces, excrementos y organismos muertos. Además, en él vive una multitud de seres: raíces, lombrices, insectos, hongos y bacterias que no se ven a simple vista.
El suelo se forma muy despacio, durante muchísimos años, mientras la roca se desgasta y se acumulan los restos de los seres vivos. Por eso se dice que es un recurso que, en la escala de una vida humana, no se repone: si se pierde, unos pocos centímetros tardan cientos de años en volver a formarse. La capa más fértil es la de arriba, la más oscura, porque ahí está casi toda la materia orgánica y casi toda la vida.
El carbono que alimenta el suelo
Las plantas toman el dióxido de carbono del aire y, con la fotosíntesis, lo convierten en hojas, tallos y raíces. Cuando las hojas caen y las raíces mueren, ese carbono llega al suelo. Allí lo esperan los descomponedores: bacterias, hongos y lombrices que se alimentan de los restos.
Con ese alimento los descomponedores respiran, y una parte del carbono vuelve al aire como dióxido de carbono. Otra parte se queda en el suelo convertida en humus, una materia oscura que funciona como una esponja: retiene el agua, guarda nutrientes y pega las partículas en grumos pequeños, con espacios por donde pasan el aire y las raíces. Así, el suelo también es un depósito de carbono.
El nitrógeno que lo hace fértil
Las plantas necesitan nitrógeno para fabricar sus proteínas, pero no pueden usar el nitrógeno gaseoso del aire. Dependen de dos ayudas que pasan por el suelo:
- Las bacterias fijadoras toman el nitrógeno del aire y lo convierten en compuestos que las plantas sí absorben. Algunas viven libres en el suelo y otras en bolitas (nódulos) de las raíces de las leguminosas, como el fríjol, la arveja y el guamo.
- Los descomponedores liberan el nitrógeno que estaba en los restos de hojas y animales, y lo dejan otra vez en el suelo para que lo tomen nuevas plantas.
La fertilidad de un suelo es justamente eso: su capacidad de darles a las plantas nutrientes, agua, aire y sostén. Un suelo fértil es el que mantiene girando estos ciclos.
Un círculo que se puede romper
En un ecosistema sano los ciclos forman un círculo: las plantas crecen, sus restos caen, los descomponedores los transforman en humus y nutrientes, y las plantas los vuelven a usar. La cobertura vegetal (plantas vivas y hojarasca) protege ese círculo: frena el golpe de las gotas de lluvia, las raíces sujetan la tierra y el agua alcanza a infiltrarse en el suelo en vez de correr por encima. En una ladera sembrada también importa cómo se hacen los surcos: los surcos de arriba abajo le abren canales al agua que corre, y los surcos atravesados a la pendiente la frenan y la dejan infiltrarse.
Cuando el suelo queda desnudo, la lluvia golpea directamente las partículas y el agua que corre las arrastra ladera abajo. Esa es la erosión, y se lleva primero lo más valioso: la capa superficial, con su humus y sus nutrientes. El suelo que queda tiene menos materia orgánica, retiene menos agua y se compacta, así que la siguiente lluvia lo erosiona con más facilidad. Quemar los restos de una cosecha tiene un efecto parecido: el carbono que iba a alimentar el suelo sale al aire de una sola vez y la tierra queda sin cobertura.
Medir la erosión en clase
La erosión se puede estudiar con un modelo: bandejas con el mismo suelo, la misma inclinación y la misma cantidad de agua, que solo se diferencian en la cobertura. Al final se recoge el agua que sale por la parte baja, se deja asentar el barro, se seca y se pesa. Así se compara cuánto suelo se perdió en cada bandeja. La práctica se hace con el docente; los datos de esta lección son inventados para mostrar las cuentas, y en tu clase pueden salir otros.
Ejemplo resuelto
Tres bandejas, tres coberturas
En un modelo de clase, tres bandejas con el mismo suelo y la misma inclinación se riegan con la misma agua: una sin cobertura, otra cubierta con hojarasca y otra con pasto. Al secar el suelo que arrastró el agua, la bandeja sin cobertura es la que más perdió y la de pasto, la que menos. ¿Cómo se explica?
Ver la solución paso a paso
La bandeja sin cobertura es la referencia: con ella se compara todo. Sin nada encima, las gotas golpean la tierra y el agua corre llevándosela.
La hojarasca cubre la superficie: frena las gotas y el agua que corre, y así se pierde mucho menos suelo.
El pasto protegió más todavía, porque además de cubrir la superficie sus raíces sujetan la tierra.
Respuesta: Las coberturas protegen el suelo: la hojarasca lo cubre y el pasto, además, lo sujeta con sus raíces.
Suelo arrastrado en cada bandeja del modelo, en gramos (datos inventados): 240 g sin cobertura, 72 g con hojarasca y 40 g con pasto.
Ejemplo resuelto
La bolsa de hojas enterrada
En la huerta del colegio se entierra una bolsa de malla con hojas secas, pesada antes. Tres meses después se saca, se seca y se pesa otra vez: pesa menos. ¿A dónde fue la masa que falta?
Ver la solución paso a paso
Una parte de las hojas se descompuso: eso es lo que falta en la bolsa.
Esa masa no desapareció. Los descomponedores la usaron como alimento: con su respiración, parte del carbono volvió al aire como CO₂.
Otra parte pasó al suelo como humus y nutrientes, entre ellos el nitrógeno que tomarán las plantas de la huerta.
Respuesta: La masa que falta la usaron los descomponedores: una parte salió al aire como CO₂ y otra quedó en el suelo como humus y nutrientes.
Práctica
¿Por qué el pasto protege tan bien el suelo de una ladera?
La cobertura frena las gotas y el agua que corre, y las raíces amarran la tierra. Sin ellas, la lluvia arrastra la capa fértil.
¿Verdadero o falso? Con la misma lluvia, una bandeja cubierta con hojarasca pierde más suelo que una sin cobertura.
Es al revés: la hojarasca cubre el suelo y frena el agua. La que más suelo pierde es la que no tiene cobertura.
Cuatro bandejas iguales reciben la misma lluvia: una sin cobertura, otra con hojarasca, otra con pasto y otra con musgo. ¿Cuál pierde más suelo?
Sin nada que frene las gotas ni sujete la tierra, el agua se lleva más suelo. Cualquier cobertura reduce esa pérdida.
¿Verdadero o falso? La hojarasca protege el suelo porque frena las gotas de lluvia y el agua que corre por encima.
La capa de hojas recibe el golpe de las gotas y frena el agua: así arrastra menos tierra. Además, al descomponerse, alimenta el suelo.
Una bolsa de hojas secas enterrada en la huerta pesa menos meses después. ¿A dónde fue la masa que falta?
La materia no desaparece. Los descomponedores la usaron como alimento: con la respiración, parte del carbono volvió al aire, y el resto quedó en el suelo como humus y nutrientes.
¿Verdadero o falso? Agregar compost a una cama de la huerta devuelve al suelo materia orgánica, con carbono y nitrógeno.
El compost es materia orgánica descompuesta: devuelve al suelo carbono, que forma humus, y nitrógeno, que toman las plantas.
Una familia siembra fríjol en la huerta y nota que el suelo queda mejor para la siguiente siembra. ¿Cuál es la mejor explicación?
Ni el fríjol ni ninguna planta usan directamente el nitrógeno del aire. Lo hacen las bacterias fijadoras que viven en los nódulos de las leguminosas.
Cuando los descomponedores transforman la hojarasca, ¿qué pasa con el carbono que había en las hojas?
La materia no desaparece ni se convierte en otro elemento. El carbono de las hojas se reparte entre el aire (CO₂) y el humus del suelo.
Reto
¿Protege el suelo o lo deja expuesto?
Lleva cada práctica a su canasta. Piensa si deja el suelo cubierto y con materia orgánica, o desnudo frente a la lluvia.
Reto
Une cada palabra con lo que hace en el suelo.
Arrastra cada descripción junto a la palabra que le corresponde.
Cierre
En resumen
El suelo es una mezcla de partículas minerales, agua, aire, materia orgánica y seres vivos, y se forma muy despacio.
Los descomponedores devuelven al suelo el carbono y el nitrógeno de los restos: una parte del carbono vuelve al aire como CO₂ y otra queda como humus.
Las bacterias fijadoras, libres o en las raíces de las leguminosas, ponen el nitrógeno del aire al alcance de las plantas.
La cobertura vegetal protege el suelo de la erosión, que se lleva primero la capa más fértil.
Para medir cuánto protege una cobertura, la pérdida de suelo se compara con la de la bandeja sin cobertura.
Vocabulario
- Suelo
Capa delgada que cubre la roca, formada por partículas minerales, agua, aire, materia orgánica y muchos seres vivos.
- Materia orgánica
Restos de seres vivos (hojas, raíces, excrementos, organismos muertos) en distintos grados de descomposición.
- Humus
Materia orgánica oscura y muy descompuesta que retiene agua y nutrientes en el suelo.
- Fertilidad
Capacidad de un suelo de dar a las plantas los nutrientes, el agua, el aire y el sostén que necesitan.
- Erosión
Desgaste y arrastre de la capa superficial del suelo por el agua de lluvia o por el viento.
- Cobertura vegetal
Plantas vivas y hojarasca que cubren el suelo y lo protegen del golpe de la lluvia y del viento.
Guía para el docente
Tiempos
- Inicio · 5 min — Muestre dos puñados de suelo, uno de un jardín con plantas y otro de un camino o de un lote pelado, y pida que describan las diferencias de color, olor y textura.
- Explicación · 20 min — El carbono y el nitrógeno en el suelo; la erosión. Si hay tiempo, monte con el grupo el modelo de las bandejas y deje que el barro se asiente hasta la clase siguiente.
- Práctica · 15 min — Preguntas y retos en parejas; las canastas se pueden proyectar y discutir en grupo.
- Cierre · 5 min — Que cada estudiante dibuje el círculo plantas, hojarasca, descomponedores, humus y nutrientes, y marque dónde lo rompe la erosión.
Preguntas para el salón
- ¿Por qué la erosión se lleva primero la parte más fértil del suelo?
- Si un descomponedor respira, ¿de dónde saca el carbono del dióxido de carbono que suelta?
- ¿Qué le pasaría a un bosque si desaparecieran las bacterias fijadoras de su suelo?
Errores típicos
- Creer que las plantas toman el nitrógeno directamente del aire. Recuerde que el aire está lleno de nitrógeno y aun así las plantas pueden quedarse sin él; muestre los nódulos de una raíz de fríjol o de arveja.
- Pensar que la masa que pierde la hojarasca al descomponerse desaparece. Pregunte de qué está hecho el CO₂ que respiran los descomponedores y dónde estaba ese carbono antes.
- Comparar las bandejas con coberturas entre sí sin mirar la que no tiene cobertura. Insista en que se compara con lo que pasaba sin la medida: la bandeja sin cobertura es la referencia.
Tarea sugerida
Buscar cerca de la casa un lugar con suelo cubierto y otro con suelo desnudo, describir cada uno (color, humedad, si hay hojarasca o raíces) y explicar en cinco líneas cuál cree que resiste mejor un aguacero y por qué.