Solarización y biosolarización del suelo

Por Martin Guerena, especialista en agricultura del NCAT

Solarización

Imagina aprovechar la energía del sol para destruir a tus enemigos. Al igual que Arquímedes —el antiguo griego que usó espejos para concentrar la luz solar y quemar la flota romana—, los agricultores pueden utilizar el sol para destruir o neutralizar insectos, enfermedades, nematodos y malezas en el campo. La técnica, conocida como solarización, consiste en colocar un mulo plástico transparente sobre el suelo húmedo. La solarización durante los meses más calurosos del año —que en algunas zonas puede comenzar a mediados de la primavera y durar hasta principios del otoño— puede elevar la temperatura del suelo a niveles que matan o debilitan a muchos patógenos del suelo, insectos, nematodos, semillas de malezas y plántulas. El efecto de la solarización puede durar muchos años, dependiendo de cuán exhaustiva haya sido la aplicación y de la intensidad con que se labe el suelo en los años siguientes. La solarización mejora la estructura del suelo y libera muchos nutrientes —principalmente nitrógeno en forma de amonio y nitratos, así como calcio, magnesio y potasio— para el cultivo.

Pasos para la solarización:

• Prepara el terreno arando o labrando la tierra. Desmenuza los terrones y deja la superficie lo más lisa posible.
• Riega el suelo a fondo hasta alcanzar aproximadamente el 70 % de su capacidad de retención de agua.
• Tan pronto como puedas volver al campo, cubre el área con plástico transparente y resistente a los rayos UV.
• El plástico se puede colocar en plano sobre áreas extensas o en tiras sobre los lechos.
  

  Solarización en superficie. Foto: Martin Guerena, NCAT

  • La solarización en franjas en los lechos deja los surcos fuera del proceso de calentamiento; por lo tanto, las malezas brotarán una vez que se mojen. La cinta de riego por goteo puede colocarse en el centro del lecho antes de aplicar el plástico para el riego, una vez que se haya completado el proceso de solarización y se haya sembrado el cultivo. Sin embargo, con la cobertura por franjas, se puede perder el control a largo plazo de los patógenos y nematodos del suelo, ya que las plagas presentes en el suelo no tratado de las hileras entre las franjas pueden contaminar y volver a infestar las áreas tratadas.
  • La solarización plana puede realizarse con lechos poco profundos o sin lechos. La formación de lechos después de la solarización plana puede hacer que salgan a la superficie semillas de malezas, dependiendo de la profundidad a la que llegue la máquina para formar lechos. Se recomienda la solarización plana si el suelo está muy infestado de plagas del suelo o malezas perennes, ya que hay menos probabilidad de reinfestación por el traslado de suelo a las plantas a través del cultivo o del agua de riego por surcos.
• Entierra los bordes de plástico en la tierra para atrapar y retener el calor.
• Deja el plástico en su lugar durante cuatro a seis semanas, dependiendo de la ubicación, para lograr un efecto de solarización profundo y completo. La textura del suelo puede determinar el tiempo necesario para obtener el máximo beneficio: por ejemplo, los suelos arcillosos retienen más agua y calor que los suelos arenosos.

Una vez que comience el proceso de solarización, asegúrate de reparar cualquier rasgadura en el plástico con cinta adhesiva. Si el viento levanta los bordes del plástico, vuelve a enterrarlos rápidamente para mantener el calor y la humedad dentro.

Entre las desventajas de la solarización se encuentran las siguientes:

• Mantener la tierra fuera de producción mientras se lleva a cabo la solarización.
• Retirar y desechar el mulo plástico. Hasta que se desarrolle un plástico resistente, duradero y biodegradable, los agricultores tendrán que recurrir al poliuretano de origen petroquímico, que termina en el vertedero. El plástico utilizado en la solarización plana puede cortarse y doblarse en piezas manejables para su reutilización.
• Las zonas con vientos fuertes, lluvias excesivas o niebla pueden dificultar la solarización.
• Las malezas perennes, como el junco, la enredadera de campo, el pasto bermuda o el pasto Johnson, son más difíciles de controlar, especialmente en la solarización en hileras o en los bordes de la solarización en superficie plana.
• Los microorganismos beneficiosos también sucumbirán a las altas temperaturas, pero se recuperan y, con el tiempo, vuelven a establecerse.
• Es posible que haya que inocular con rizobios si se siembra una leguminosa.

¿A qué temperatura llega el suelo durante la solarización?

Depende de la textura del suelo y de la cantidad de humedad que retenga. Cuanto más arenoso es el suelo, menos agua retiene y, por lo tanto, menos calor se transmite. Los suelos arcillosos retienen más agua que los arenosos y transmiten el calor a lo largo del perfil con mayor facilidad. Las fotos de arriba muestran un sencillo termómetro de cocina de 6 pulgadas que se utiliza para monitorear las temperaturas del suelo en la superficie, justo debajo del plástico, a tres pulgadas de profundidad y a seis pulgadas de profundidad. La ubicación es Davis, California, alrededor de las 4 p. m. del 16 de julio de 2015, con una temperatura ambiente de 93°F. La foto 1 muestra que el termómetro marca 129°F en la superficie del suelo, justo debajo de la lámina de plástico. A estas temperaturas durante cuatro semanas, todas las semillas y plántulas en la superficie prácticamente se cocinan y quedan inviables. En la foto 2, el termómetro marca 110 °F a tres pulgadas por debajo de la superficie, y en la foto 3, el termómetro marca 100 °F a seis pulgadas por debajo de la superficie. El banco de semillas de malezas en este perfil está expuesto a estas altas temperaturas durante períodos más largos de lo normal, lo que afecta la viabilidad y la tasa de germinación de las semillas (Vidotto et al., 2013).

Biosolarización

La biosolarización combina la solarización con la desinfección anaeróbica del suelo (ASD). La ASD crea condiciones anaeróbicas temporales en el suelo que favorecen la proliferación de microorganismos anaeróbicos que descomponen las fuentes de carbono disponibles, produciendo ácidos orgánicos, aldehídos, alcoholes, amoníaco, iones metálicos y compuestos orgánicos volátiles que son tóxicos o supresores de plagas y enfermedades del suelo (Momma, 2008; Huang et al., 2015; van Agtmaal et al., 2015; Achmon et al., 2017). La adición de enmiendas orgánicas proporciona la fuente de carbono responsable de este proceso biopesticida. Las enmiendas o la biomasa pueden ser materiales compostados o biomasa no compostada (es decir, cultivos de cobertura o residuos de cultivos). La biomasa procesada o compostada tiene un menor contenido de carbono disponible; introduce más organismos beneficiosos y, por lo general, se recomienda como coenmienda. La biomasa no procesada, como los cultivos de cobertura incorporados al suelo con arado de discos o los subproductos agrícolas como el bagazo o el estiércol, induce condiciones en el suelo que favorecen la fermentación y dan lugar a la acumulación de ácidos grasos volátiles (AGV), lo que la hace más eficaz en la biosolarización. Se recomienda aplicar cinco toneladas por acre de biomasa. El tiempo necesario para la biosolarización es de cinco a nueve días, a fin de acumular AGV que inactiven las semillas de malezas y las enfermedades de las plantas transmitidas por el suelo (Achmon et al., 2017; Momma, 2008). Si se utilizan residuos agrícolas, cuanto más finas sean las partículas, más rápido podrán consumirlas los microorganismos. La incorporación profunda de la biomasa al suelo produce un mejor efecto de fumigación en las capas más profundas del perfil del suelo. Una vez completada la biosolarización, es posible que el suelo necesite volver a airearse durante al menos una semana después de retirar el plástico antes de sembrar.

Las ventajas de la biosolarización frente a la solarización convencional incluyen las siguientes:

• Recicla los residuos agrícolas.
• Plazo de solicitud más corto (de cinco a nueve días).
• Eficaz en zonas más frías y con menos sol.
• Se puede iniciar el proceso inmediatamente después de la siembra en un cultivo de cobertura.
• Mejora la calidad del suelo al añadir biomasa.
• Eficaz en las capas más profundas del suelo.

Los riesgos y costos que la fumigación convencional implica para la seguridad humana y la salud ambiental hacen que la solarización y la biosolarización sean alternativas seguras, efectivas y sustentables para el control de una amplia gama de plagas en muchas regiones del país.

Control de la juncia, la malva, la bledo, la enredadera de campo, la amarantácea y la hierba de cangrejo. Foto: Martin Guerena, NCAT

Ensayos de solarización y biosolarización

Se realizaron dos ensayos en seis granjas del norte de California. El primer ensayo se llevó a cabo a finales del verano y principios del otoño, entre el 13 de agosto y el 13 de octubre de 2020. El segundo ensayo se llevó a cabo a finales de la primavera y principios del verano, del 28 de abril al 9 de julio de 2021. Cada una de las nueve parcelas de tratamiento medía aproximadamente 5’ x 9.67’, lo que sumaba un total de 0.01 acres. Se utilizó la prueba estadística conocida como análisis de varianza (ANOVA) para analizar los datos obtenidos de los resultados de la presencia de malezas en los tratamientos, medidos mediante el porcentaje de cobertura del dosel en estas parcelas. La germinación de las malezas se evaluó comparando la cobertura del dosel de la parcela de control con la de las otras áreas de tratamiento utilizando Canopeo, una herramienta de medición de la cobertura del dosel vegetal. Cada granja contaba con nueve parcelas de prueba con tres tratamientos distintos asignados al azar: tres parcelas de control sin tratamiento; tres parcelas para solarización con cubierta de plástico transparente durante 32 días; y tres parcelas para biosolarización con el equivalente a 5 toneladas por acre de compost y cubiertas con plástico transparente durante ocho a diez días. Las parcelas de investigación en cada granja se dispusieron en un diseño de bloques completos al azar.

Solarización durante cuatro semanas con la enredadera de campo. Foto: Martin Guerena, NCAT

Los resultados de ambos ensayos indicaron que los tratamientos de solarización y biosolarización tuvieron un efecto significativo en la germinación de malezas o en el porcentaje de cobertura vegetal. No se observó una diferencia significativa en el porcentaje de cobertura vegetal entre las parcelas solarizadas y las biosolarizadas; sin embargo, las reducciones en el porcentaje de cobertura vegetal logradas mediante la biosolarización se produjeron en aproximadamente una cuarta parte del tiempo que tardó la solarización en lograrlas. Se necesitan estudios adicionales para determinar en qué entornos la solarización y la biosolarización son prácticas viables de control de malezas, pero nuestro estudio sugiere que la biosolarización es, de hecho, una forma eficaz y rápida de controlar significativamente las malezas.

Solarización y biosolarización del suelo
Por Martin Guerena, especialista en agricultura del NCAT
Publicado en septiembre de 2019
Actualizado en mayo de 2022
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Esta publicación ha sido elaborada por el Centro Nacional de Tecnología Apropiada (NCAT) a través del programa de Agricultura Sostenible de ATTRA, en el marco de un acuerdo de cooperación con el Departamento de Desarrollo Rural del USDA. Esta publicación también ha sido posible, en parte, gracias al financiamiento del Instituto Nacional de Alimentación y Agricultura del USDA, con el número de subvención 2019-38640-29880, a través del programa de Investigación y Educación en Agricultura Sostenible del Oeste, con el número de proyecto OW20-360. ATTRA.NCAT.ORG