jueves, 30 de noviembre de 2017

Visual soil evaluation-a key tool for better management of risks to soils

A new review of the potential uses of visual soil evaluation (VSE) shows how this tool can be used to indicate risks of erosion, compaction, greenhouse gas emission or storage and surface-water run-off. Assessing soils in this way is not only useful for agriculture, but has implications for the wider environment, due to the vital role that soil plays in the provision of ecosystem services, for example as a habitat for biodiversity and as a carbon sink.

Soil structure — the spatial arrangement of soil particles and pores (empty spaces) — provides physical habitat for soil organisms, and controls many functions associated with ecosystem services, for example by storing water and allowing plants to grow. Soil’s ability to withstand and recover from stresses (stability and resilience) is also an important aspect of soil structure, as it determines the risk of compaction, which inhibits plant growth and other life. Soil degradation in the EU could cost up to €38 billion per year, according to the EU’s Thematic Strategy for Soil Protection (1). Measures to protect soils, and the functions they perform, are part of the Seventh Environment Action Programme (2).

VSE offers a method of assessing the quality of soil structure, which is not static (such as soil texture), but changes due to external influences, including weather, penetration of plant roots and human activity, such as tillage or driving of vehicles. VSE is mainly used by agricultural advisors and farmers to assess and inform soil management techniques. Requiring no special equipment, it is a simple and cheap tool.

Despite the use of manuals and scales in the evaluation process, one limitation of VSE is considered to be subjective interpretation, as compared to assessing the detailed information offered by computed tomography (CT) imaging, for example. Nevertheless, the researchers behind this paper argue that VSE can provide a crucial tool for monitoring soils, and provide an in-depth review of opportunities and future directions for the technique, based on a 2014 workshop attended by scientists from the ISTRO (International Soil Tillage Research Organization).

Many different VSE methods have been proposed. These techniques generally assess the depth of natural and anthropogenic soil layers, the spatial arrangement and size distribution of soil particles, the strength of the soil, its visible porosity, and, sometimes, colour and earthworm population, amongst other variables. Some methods incorporate a soil-quality index, such as the commonly used ‘Visual Soil Assessment’ method (3). The different features assessed offer information on how well different plants will grow in the soil, its potential as biological habitat and how nutrients will be cycled in the soil. For example, features such as cloddy structure and surface ponding give clues as to how water drains from the soil. Some VSE studies have shown significant correlations between soil structure and crop yield (4), while others provide useful tools to assess soil recovery after heavy compaction (5).

A useful future application of VSE would be to expand soil analysis by including remote sensing. Where areas of degraded soil have been identified with remote sensing techniques — by drone, for example — VSE could be used for further, detailed investigation. This would be particularly useful for precision farming (6), the researchers suggest, where agricultural inputs (e.g. fertilisers, pesticides or irrigation) are related to soil variables. Furthermore, integrating VSE with mobile device apps could make soil-quality scoring easy to compile and transmit to experts online.

Analysis can also indicate the ability of a soil to store carbon, release greenhouse gases and lose nutrients — and, therefore, has relevance for climate change science. For instance, VSE has been used to estimate risk of soil emissions of nitrous oxide from compacted pastures where high levels of fertiliser have been applied. Assessment can also indicate the risk of surface-water run-off and nutrient loss.

Data from VSE before and after tillage could be used to build models of the effect of the process on soil structure, the researchers suggest. In particular, better understanding is needed of compaction from the use of large farm machinery, which is a major threat to soils, as it can limit plant growth and crop productivity. VSE, in combination with granular matter physics, could help scientists understand the mechanics of tilled soil layers, say the researchers, which can then inform farm practices and policy aimed at protecting soils. Combining the low-tech VSE tool with other technologies could, therefore, assist in better management of agricultural soils and improve soil protection in Europe.


3. Shepherd, T.G. (2009). Visual Soil Assessment. Field Guide for Pastoral Grazing and Cropping on Flat to Rolling Country(2nd edition), vol. 1. Horizons Research Council, Palmerston.
4. e.g. Munkholm, L.J., et al. (2013). Long-term rotation and tillage effects on soil structure and crop yield. Soil & Tillage Research, 127: 85–91.
5. Boizard, H., et al. (2013). Using a morphological approach to evaluate the effect of traffic and weather conditions on the structure of a loamy soil in reduced tillage. Soil & Tillage Research, 127: 34–44.


Source: Guimarães, R.M.L., et al. (2017). Opportunities and future directions for visual soil evaluation methods in soil structure research. Soil & Tillage Research, in press. DOI:10.1016/j.still.2017.01.016.

Los suelos de los sabinares absorben grandes cantidades de CO2

Los suelos de los bosques de sabinas tienen una mayor capacidad de retención de dióxido de carbono (CO2) que los propios árboles. Esta característica está derivada, según un estudio desarrollado por la Universidad de Valladolid en la provincia de Soria, por la materia orgánica en descomposición que queda bajo la copa de estas cupresáceas. Los sabinares pueden actuar como reservorios para retirar de la atmósfera este tipo de gas de efecto invernadero.

La historia de la agricultura está asociada al uso por parte del ser humano de los suelos más ricos en nutrientes para su propio provecho. Los suelos que soportan los cultivos necesitan una profundidad de suelo grande que provea de nutrientes a estas especies vegetales domesticadas. En esta lucha contra la naturaleza, se ha producido una retirada de los bosques que ocupaban estos suelos profundos. Así, durante centurias han desaparecido de la península Ibérica encinares, pinares u otros bosques autóctonos para ampliar los campos de cultivo.

Algunas especies han podido sobrevivir en suelos menos profundos; una de ellas, la sabina (Juniperus thurifera). En terrenos con horizontes poco potentes, a veces inferiores a treinta centímetros hasta la roca madre, este árbol de hoja perenne y tamaño no mayor de diez metros, crece de una forma tortuosa, retorciendo su tronco. Bajo sus ramas, la especie deja un terreno rico en materia orgánica, generalmente con su propia hojarasca.

Suelos pobres, pero con capacidad

El grupo de investigación Suelo, Vegetación y Modelización (Suvemo) de la Universidad de Valladolid, ha medido la capacidad de los sabinares en la captura de CO2, tanto en la masa forestal como en el suelo. En sus observaciones, realizadas en parcelas situadas en la provincia de Soria, han registrado que el suelo dispone de más carbono que el almacenado en las copas. El trabajo ha sido publicado recientemente en la revista Forests. Estos suelos son generalmente calcáreos, pobres para la agricultura pero con características medioambientales muy interesantes desde el punto de vista de la gestión forestal.

El estudio tuvo en cuenta diámetros de los ejemplares, sexos de los árboles y los suelos de las proyecciones de las copas y así como el fraccionamiento de las formas orgánicas, entre otros parámetros. Las investigaciones demostraron que en los suelos de los sabinares dominan formas orgánicas estables a la biodegradación, como son las denominadas huminas.
Quedan sabinares como bosques aislados en la península Ibérica y el norte de África, generalmente en terrenos abruptos. La mayor parte de estos reductos se localizan en el entorno del sistema Ibérico, como en las provincias de Soria y Teruel.


jueves, 23 de noviembre de 2017

Visita del profesor Dimitrios Myronidis

Los pasados días 21 y 22 de noviembre, la UCAV ha recibido la visita del profesor de la Universidad de Tesalónica Dimitrios Myronidis. Este docente e investigador griego experto en hidrología y gestión de recursos hídricos, ha realizado una estancia en nuestra ciudad gracias a una beca Erasmus+, gestionada por el Servicio de Relaciones Internacionales, accediendo a la invitación cursada por Jorge Mongil, profesor de la UCAV.

El doctor Myronidis ha impartido tres seminarios, sobre los efectos del cambio climático en los recursos hídricos, el balance hídrico de Thornthwaite y Matter y las post-evaluación de inundaciones, a los que asistieron –de forma presencial y por videoconferencia- alumnos y profesores de los másteres y grados forestales, agrícolas y ambientales que se imparten en la Universidad. La respuesta frente a eventos climáticos extremos cada vez más recurrentes, como son las sequías o las inundaciones catastróficas, suponen un reto para los hidrólogos europeos, especialmente en los países de la cuenca mediterránea.

Así mismo, ha sido objetivo fundamental de esta visita la formalización de relaciones entre ambas universidades, para el intercambio de alumnos, profesores y personas de administración y servicios mediante el programa Erasmus. Igualmente, se han explorado las posibilidades para la participación conjunta en proyectos de investigación europeos, sobre hidrología forestal y erosión del suelo, líneas en las que trabaja el grupo de investigación de Hidrología y Conservación de la UCAV. 


Los títulos exactos de los seminarios impartidos fueron:
-An analysis of the Climate Change impact on water resources
-The Thornthwaite and Matter monthly water budget model
-Post-evaluation of Flood Hazards Induced by Former man-made Interventions along a Coastal Mediterranean Settlement

martes, 7 de noviembre de 2017

Agua de colores y agua virtual

"Ambos tipos de aguas, las superficiales y las subterráneas suelen hoy englobarse con el calificativo de agua azul, en contraposición al agua verde con el que se designa al agua que, procedente de las precipitaciones, está en la zona superior del suelo y permite la existencia de la mayor parte de la vegetación natural o cultivada. El agua verde sólo recientemente ha comenzado a ser considerada de modo cuantitativo en los estudios de recursos hídricos. Su medición hidrológica y su valoración monetaria son complejas.

El análisis del papel del agua verde ha conducido al concepto del agua virtual, que es el agua necesaria para producir un bien o un servicio. Al principio, el estudio del papel del agua virtual se refirió principalmente a la producción de alimentos, pero progresivamente se ha extendido a la producción de todos los bienes y servicios que requieren el uso de agua en una región.

La suma de toda el agua virtual que necesita un país o una región para atender la necesidad de bienes y servicios de los habitantes de esa zona es lo que se denomina huella hidrológica (hydrological footprint en la literatura anglosajona)".

Manuel Ramón Llamas Madurga
Lección inaugural de la REAL ACADEMIA DE CIENCIAS EXACTAS, FÍSICAS Y NATURALES
Noviembre 2005