El uso de fuego en sistemas de producción, posibles impactos

 El fuego fue históricamente usado por los productores agrícolas, ganaderos y forestales de diferentes países del mundo, como una herramienta de manejo muy eficiente y de bajos costos.

En plantaciones forestales es utilizada para la eliminación de los residuos de la cosecha previa a la plantación de un ciclo forestal. En algunos países, cuando las forestaciones están en edades intermedias y avanzadas se utiliza para reducir los residuos y la vegetación del sotobosque como medio de control de incendios.

A pesar de los beneficios prácticos que se deducen de manera inmediata de la aplicación de las quemas, “es importante indicar que también existen una serie de impactos negativos directos o indirectos, que en mayor o en menor medida se desarrollan en función de la intensidad de la quema y de la sensibilidad del ambiente en que se utilice”, señala Ana María Lupi, investigadora del Instituto de Suelos de INTA Castelar.

“La transferencia de calor, generada por el fuego, hacia los horizontes orgánicos y minerales del suelo producir cambios muy profundos sobre las propiedades que determinan el funcionamiento sostenible de este recurso no renovable”.

Efecto de la temperatura. La cantidad de calor y la duración de la transferencia de calor determinan la severidad del impacto al sistema físico y a los componentes químicos y biológicos del suelo. La temperatura que va tomando el suelo depende de la intensidad del fuego (cuanto más intenso, afecta en mayor profundidad), de la carga de combustible (a mayor volumen de residuos, mayor temperatura y mayor profundidad de afectación; residuos de mayores dimensiones generan fuegos más intensos y duraderos), de la duración del fuego (cuanto más tiempo permanezca, afecta en mayor profundidad) y de la humedad con que se encuentra el suelo durante la quema.

A modo de referencia se puede indicar que según sean las quemas leves, moderadas o intensas, se miden temperaturas del orden de los 250ºC; 400ºC y 800ºC respectivamente a nivel de residuos. Esto se traduce en temperaturas del orden de 30-40ºC, entre 50-60ºC y 70-85ºC a 5 cm de profundidad del suelo. Con estos valores, todos lo microorganismos que trabajan en la superficie del suelo mueren y la muerte es selectiva a los 5 cm de profundidad a partir de las quemas moderadas. Las raíces de las plantas que se encuentran a los 5 cm también mueren con quemas severas.

Cuando se queman grande acumulaciones de material (más de 400 t/ha) y de gran tamaño, las temperaturas máximas en la superficie del suelo pueden ser superiores a 750ºC alcanzando a 1000-1200ºC. Un ejemplo clásico de esto es la quema de las escolleras de los desmontes. La quema de vegetación del tipo arbustiva se produce a temperaturas más bajas, pero también tienen un rango amplio de variación. Las quemas de pastizales con cargas de combustibles menores a 1 t/ha usualmente alcanzan una temperatura a nivel del suelo menor a 200 -250ºC que podrían clasificarse como leves

Efecto sobre las características físicas. El efecto negativo del fuego puede ser indirecto dado que se expone al suelo a condiciones que favorecen su degradación, por ej.: luego de la quema, al dejar el suelo descubierto, se produce una mayor exposición a condiciones climáticas extremas, existen pérdidas de agua por evaporación, se genera un aumento en la tasa de mineralización de la materia orgánica, esto lleva a una pérdida de la estabilidad de los agregados, densificación, disminución de la infiltración del agua, aumento en el escurrimiento superficial, aumento en la susceptibilidad a la erosión, entre otras cosas. Con fuegos severos (> 800ºC), la estructura del suelo puede ser afectada profundamente y hasta se puede generar alteración a nivel del tipo de arcillas.

Un elemento diagnóstico que puede ser muy útil para visualizar el tipo de quema es el color del suelo. Cuando toma el aspecto rojizo tipo ladrillo es que se han alcanzado fuegos intensos, con fuertes cambios en las propiedades edáficas y el consumo total de la materia orgánica. La presencia de material parcialmente carbonizado, sin cenizas blancas es indicativa de quema leve; donde no se afectan las propiedades del suelo. Las quemas de moderada intensidad se muestran con material totalmente carbonizado y con abundancia de cenizas grisácea.

Otro efecto que se induce al suelo es la repelencia del agua. La trasformación de algunos compuestos orgánicos a otros con características hidrofóbicas (repele el agua), impide la humectación del suelo y puede significar una disminución de la infiltración, y en consecuencia menor disponibilidad de agua para el cultivo.

Efecto sobre la materia orgánica (MO) y los nutrientes. La materia orgánica del suelo es un componente fundamental para mantener un adecuado suministro de nutrientes, colabora aumentando la capacidad de intercambio catiónico, regula el pH del suelo y afecta de manera positiva numerosas propiedades físicas del suelo como la formación de agregados estables, la distribución y tamaño de poros y la capacidad de almacenamiento de agua. Los fuegos severos consumen la MO y disminuyen las cantidades de las diferentes fracciones del humus. Generalmente la fracción más afectada en fuegos leves a moderados es la fracción más lábil, la menos protegida y asociada directamente con la nutrición del cultivo en el corto y mediano plazo. Las fracciones más estables, protegidas por la fracción mineral, se alteran en fuegos intensos.

La combustión de la MO generada durante la quema resulta en una emisión neta de C a la atmosfera, contribuyendo con el aumento del CO2 atmosférico.

Si las quemas se aplican periódicamente, independientemente de la intensidad, se reduce o elimina los ingresos de material vegetal que contribuirá a la formación del humus del suelo.

“La quema libera una gran parte de los nutrientes contenidos en los residuos orgánicos de una forma rápida o instantánea, de aquí se tiene que una parte de los nutrientes que son puestos a disponibilidad de manera brusca, puedan perderse por el movimiento descendente en el perfil del suelo, a profundidades que no pueden ser alcanzadas por las raíces (lixiviación)”, explicó Lupi.

Si realizamos una quema de baja intensidad podríamos decir que aumentamos la fertilidad del suelo, por la gran cantidad de nutrientes disponibles que se liberan y permanecen como cenizas. Esto normalmente se traduce en un mayor crecimiento ya que realizamos una fertilización brusca. Sin embargo, el cultivo difícilmente pueda absorber todos los nutrientes liberados y se pone en riesgo de pérdida una buena cantidad de nutrientes disponibles

Luego de la quema, cuando el terreno se ha quedado sin cobertura, se puede producir el transporte de las cenizas por escorrentía superficial y por lo tanto los nutrientes son depositados en las partes bajas de los relieves ondulados, e inclusive a cursos de agua.

Se pueden presentar otros procesos de pérdidas de nutrientes que están en función de la severidad del fuego: la volatilización. Este mecanismo de trasferencia a la atmósfera depende de la temperatura ya que no todos los elementos volatilizan en similar valor. El N es el elemento más susceptible de perderse por volatilización ya que inicia el proceso a los 200-400 ºC; sin embargo el K requiere >750ºC y el Ca y Mg >1000ºC . Por lo tanto, dependiendo de la temperatura, algunos elementos permanecerán en el suelo con las cenizas y otros volatilizarán

Las visibles columnas de humo generadas en las quemas también son mecanismos de pérdida de nutrientes del sitio ya que en ellas se trasporta material organico y cenizas que se depositarán en otro lugar.

Efecto sobre los microorganismos. Hay estudios que demuestran que el fuego puede afectar a las poblaciones de microorganismos en cantidad y composición de especies. El efecto dependerá de la intensidad del fuego, las temperaturas máximas, la humedad, la duración del calentamiento y la profundidad a la que alcanza.

Fuegos de alta intensidad, con una gran carga de combustible, provocan un efecto de esterilización en el suelo. La profundidad del suelo a la que se afecte dependerá de la temperatura que alcance la quema. Si los fuegos no son intensos o severos, se puede afectar el número y tipo de organismos pero en un periodo corto, luego se regenera rápidamente la población estimulada por la alta disponibilidad de nutrientes y por el C disponible que proviene de raíces u otros microorganismos muertos.

En síntesis, generalmente en un lote, la distribución de los residuos orgánicos (en cantidad y tamaño) no es homogénea, con lo cual pueden presentar diferentes intensidades de quema en diversos sectores. De esta manera el suelo es afectado en forma diferencial, dejando un patrón de impactos heterogéneo. En quemas de alta intensidad se afectan algunas propiedades del suelo en forma profunda, directa e indirectamente. Con las quemas leves se induce a un enriquecimiento de la fertilidad del suelo y no implica cambios importantes a nivel edáfico por efecto directo. Sin embargo, los efectos indirectos siguen siendo importantes (eliminación de la cobertura del suelo, reducción de la infiltración, aumento del riesgo de erosión, reducción de aportes orgánicos que conformarán la materia orgánica edáfica), con consecuencias que también afectarán a la productividad.