Conceptos clave
Erosión del suelo
Ecología
Geología

Introducción
Quizás intente ahorrar agua. Tal vez ya reduzca, reutilice y recicle. Pero, ¿alguna vez consideraste conservar el suelo? Tal vez no lo haya hecho, pero la erosión del suelo—el desgaste del suelo por el agua, el viento y otras fuerzas naturales—puede ser un problema ecológico importante. Las tierras de cultivo productivas pueden desaparecer a medida que la capa vegetal rica en nutrientes de los campos desaparece cuando las fuertes lluvias las golpean. Los cursos de agua pueden contaminarse a medida que los pesticidas y fertilizantes se introducen en ellos. Incluso la vida humana y la propiedad están en peligro cuando la erosión del suelo causa lodo y deslizamientos de tierra. El costo económico de la erosión del suelo se estima en varios miles de millones de dólares al año solo para los Estados Unidos. Este es un problema serio, ¿puedes ayudar a resolverlo? Haga esta actividad y aprenda cómo ayudar a salvar el suelo con nada más que unas pocas plantas.

Fondo
La erosión del suelo es causada parcialmente por la escorrentía de lluvia que arrastra el suelo. «Escorrentía» se refiere al agua que fluye sobre la superficie del suelo. Ocurre cuando el suelo está saturado o es incapaz de absorber más agua.

Una forma de ayudar a combatir la erosión del suelo utiliza plantas, que tienen sistemas de raíces extensos que pueden ayudar a» agarrarse » al suelo y mantenerlo agrupado. Es posible que hayas visto esto cuando sacaste una planta del suelo, como una mala hierba o un vegetal, y un grupo de tierra se aferró a sus raíces. Las plantas también ayudan a absorber parte del agua del suelo. Estos efectos hacen que sea más difícil para el agua lavar la tierra. Las plantas también ayudan a reducir la erosión de otras maneras, como romper el viento que podría eliminar la capa superficial del suelo seca.

Ahora que sabe más sobre la erosión del suelo, veamos cómo la lluvia contribuye a la erosión del agua.

Materiales

• Tijeras o cuchillo afilado (Tenga ayuda de un adulto cuando use estos implementos.)
• Recipiente de un galón limpio y vacío con tapa (como una jarra de leche de plástico)
• Agua
• Dos sartenes de aluminio para pan (Alternativamente, puede usar dos cajas de zapatos resistentes de tamaño similar. Asegúrate de que tengan al menos siete centímetros de profundidad.)
• Suciedad (la tierra para macetas funciona bien)
• Dos moldes para pasteles de aluminio de nueve por 13 pulgadas (Alternativamente, puede usar recipientes de plástico poco profundos que tengan aproximadamente tres centímetros de profundidad y el ancho suficiente para que el lado corto de los moldes para pan o cajas de zapatos descanse en los recipientes.)
• 12 a 14 tenedores de plástico
• Dos bloques, recipientes de plástico poco profundos u otros objetos que se puedan usar para sostener un borde de una bandeja de pan a una altura de aproximadamente tres a cinco centímetros (Asegúrese de que ambos objetos tengan la misma altura y que estos objetos se puedan mojar. Evite usar libros que no se mojen, como los libros.)
• Área de prueba al aire libre con una superficie plana y nivelada donde es fácil limpiar el agua y el suelo derramados (es probable que se derrame agua y suelo en esta actividad. Asegúrese de proteger su superficie o use una superficie que no se arruine si se moja y ensucia.
• Pala de jardinería pequeña, servidora de pasteles o espátula (opcional)

Preparación

• Pídale a un adulto que use las tijeras o el cuchillo para hacer un agujero justo por encima del mango del recipiente de un galón. Este agujero permitirá que el aire entre en la regadera a medida que el líquido se derrama. Puede ser bastante grande, de medio a un centímetro funciona bien. (Nota: Si tiene una regadera con un brote de lluvia que se vierte en muchos arroyos pequeños similares a la lluvia, puede omitir estos pasos y usar la regadera para simular la lluvia.)
• Pida a un adulto que haga agujeros en la parte superior del frasco en el lado opuesto del mango para que salga la» lluvia » (agua). Tres filas de cinco agujeros cada una funcionan bien. Estos agujeros deben ser un poco más pequeños, aproximadamente un diámetro de dos milímetros funciona bien. No se preocupe si los agujeros no son exactamente del mismo tamaño o no están bien organizados en filas. Puede probar cómo simula la lluvia y hacer ajustes si es necesario. ¿Crees que el número y/o tamaño de los agujeros cambiará el tipo de lluvia que crearás?
• Para probar su regadera, llénela hasta la mitad con agua y cierre el recipiente. Sobre un fregadero o en un área al aire libre que pueda mojarse, incline la lata para que el agua salga de los orificios más pequeños. ¿Imita bien la lluvia? Juega con el ángulo en el que inclinas el recipiente. Si el agua corre por el lado del recipiente, inclínelo más. Si la lluvia sale del agujero grande, así como de los más pequeños, inclinas el recipiente demasiado lejos. ¿Qué tipo de lluvia recibes: aguacero intenso, lluvia constante, llovizna? Haga ajustes en los agujeros si es necesario. El objetivo es imitar una lluvia fuerte y constante.
• Llene las dos bandejas de pan con tierra. Mientras lo hace, rompa cualquier grupo de tierra que esté presente. Deje un poco de espacio en la parte superior para que la tierra no fluya por los bordes. La capa de suelo debe tener al menos seis centímetros de profundidad.
• Lo ideal sería cultivar plantas en una sartén. Eso lleva tiempo! Para completar este proyecto más rápidamente, utilizará horquillas de plástico para simular plantas. Los dientes y el área curva de las horquillas simularán el sistema de raíces.
• Horquillas»Plant» en una caja. Distribuya los tenedores alrededor para que el área quede cubierta de manera uniforme. Plante las horquillas profundamente en el suelo para que las áreas curvas de las horquillas con los dientes (partes puntiagudas) queden en el suelo y solo las manijas sobresalgan. Ahora retire la mitad superior de un lado corto de cada molde para pan. Para hacerlo, usa una pala de jardinería pequeña, un servidor de pasteles, una espátula o tus manos para hacer dos cortes verticales en un lado corto de una bandeja de pan donde se encuentra con los lados más largos, luego pliega o retira un poco más de la mitad de ese lado corto para exponer la tierra. Esto permitirá que el suelo salga de la bandeja de pan cuando realice su prueba de erosión. Repita este paso con el otro molde para pan.
• Coloque un bloque (u objeto que pueda mojarse) con una altura de tres a cinco centímetros junto a un molde para pasteles vacío en su superficie de trabajo plana. (El molde para pasteles recogerá tierra erosionada.)
• Coloque el «extremo cortado» de un molde para pan en el molde para pastel y empuje el bloque hacia atrás hasta que el otro extremo del molde para pan descanse sobre el bloque. La superficie del suelo estará en ángulo. Esto le permite imitar una pequeña pendiente como la pendiente de una colina. ¿Espera que la escorrentía sea un problema mayor en las laderas en comparación con las superficies planas?
• Repita el paso anterior con el otro molde para pasteles, bloque y molde para pan para que tenga dos configuraciones idénticas: una donde el suelo contiene tenedores (plantas sustitutas) y otra con tierra desnuda. Deje un poco de espacio entre las configuraciones para que el agua y el suelo derramados de una configuración no interfieran con la otra.

Procedimiento

• Llene su recipiente de riego con tres cuartos de agua.
• Utilice su recipiente de riego para simular la lluvia sobre una bandeja de pan o caja de zapatos. Sostenga el recipiente de riego lo suficientemente alto para que la lluvia caiga sobre todo el ancho de la bandeja de pan a la vez. Sin embargo, si no puede cubrir toda la longitud de la bandeja de pan a la vez, concéntrese en la parte superior. Prepárese: el agua irá a los lados de la sartén y la tierra podría salpicar fuera de la sartén, por lo que necesitaba proteger su superficie de trabajo. Haga observaciones a medida que llueve en el suelo. ¿Qué pasa primero? ¿Ves cambios en la superficie del suelo? ¿Ves salpicaduras de tierra? ¿La escorrentía (agua que fluye sobre la superficie del suelo) ocurre instantáneamente? ¿Ves un cambio repentino después de un rato? ¿Por qué crees que ocurriría este cambio? Riega este suelo hasta que el recipiente de riego esté vacío.
• Llene su frasco de riego tres cuartas partes de nuevo y utilícelo para simular la lluvia de una manera suave sobre la otra bandeja de pan o caja de zapatos. Asegúrate de llenar el recipiente de riego a un nivel similar, inclina el recipiente de manera similar y mantenlo a una altura similar. ¿Por qué crees que esto es importante? ¿El cambio de estas variables simularía considerablemente la lluvia con una intensidad diferente? ¿Cree que la intensidad de la lluvia influye en el tipo y la cantidad de daño por erosión que causa?
• Riega la segunda bandeja de pan o caja de zapatos hasta que el recipiente esté vacío. ¿Qué observas esta vez? ¿Ves alguna diferencia entre los dos experimentos?
• Dependiendo del tipo de suelo y el tamaño de sus moldes para pan o cajas de zapatos, es posible que no vea que se produzca una erosión considerable después del primer aguacero. Si este es el caso, llene su frasco de riego a la mitad y simule otro aguacero en sus moldes para pan o cajas de zapatos, uno a la vez. Si es necesario, repita hasta que observe una erosión considerable en al menos una bandeja de pan o caja de zapatos. ¿La erosión ocurre después de la misma cantidad de lluvia para ambas configuraciones?
• Para ver la cantidad de tierra erosionada en su molde para pasteles, incline ligeramente los moldes para pasteles (uno a la vez) para drenar el agua. Parte de la tierra suspendida en el agua se drenará con ella, pero la mayoría de la tierra erosionada se asentará en el fondo y permanecerá en la sartén.
• Compare la cantidad de suelo erosionado recolectado para ambos experimentos. ¿Encuentra más, menos o iguales cantidades de suelo erosionado?
• ¿Cómo cree que los tenedores son similares a las plantas pequeñas? ¿En qué crees que son diferentes? ¿Cree que tener plantas pequeñas en la bandeja de pan o en la caja de zapatos habría ayudado a reducir aún más la erosión?
• ¿Cómo cree que las situaciones del mundo real pueden ser similares o diferentes a su prueba?
• Extra: Pruebe este experimento con diferentes tipos de suelo. ¿Son algunos más susceptibles a la erosión que otros?
• Extra: Cultiva brotes de rábano u otras plantas de crecimiento rápido en una bandeja para pan. Vuelva a hacer la prueba, ahora comparando el suelo desnudo con el suelo cubierto de brotes. Asegúrese de usar un molde para pan para esto; una caja de zapatos de cartón se ablandará cuando se llene con tierra húmeda durante más tiempo. ¿Los brotes de plantas utilizados en esta prueba serían un buen sustituto de plantas o árboles de tamaño completo en situaciones reales? ¿Cuál esperas que sostenga mejor la tierra, tenedores, brotes o plantas adultas?
• Extra: Busque más detalles sobre los diferentes tipos de erosión hídrica. La sábana, el surco, el barranco y las salpicaduras son algunos ejemplos. ¿Qué tipo de erosión observa durante su experimento?
• Extra: La próxima vez que vayas a dar un paseo por la naturaleza, mira a tu alrededor. ¿Puede encontrar signos de erosión por agua o viento? Consejo: Trate de mirar laderas empinadas y / o lechos de arroyos o arroyos. ¿Por qué cree que estas áreas serían propensas a la erosión?

Observaciones y resultados
¿Encontró que se eliminó más tierra de la bandeja de pan o de la caja de zapatos llena de tierra desnuda? Al principio, es posible que haya visto que el impacto de las gotas de lluvia pesadas que caen sobre el suelo hace que las piezas se rompan, dejando pequeñas inmersiones. Tal vez observaste que la tierra se desprendía como resultado.

Al principio, el suelo probablemente podría absorber la mayor parte de la lluvia. Actúa como una esponja, sosteniendo el agua. Sin embargo, con un aguacero prolongado, el suelo no siempre es capaz de absorber el agua lo suficientemente rápido y es probable que observe un exceso de agua que comienza a fluir en la parte superior del suelo. Tarde o temprano, debería haber observado el exceso de agua que fluye hacia abajo, a medida que el suelo se satura y no podría absorber más agua.

El agua que fluye en la parte superior del suelo se llama escorrentía. A medida que fluye, lleva consigo tierra suelta. La cantidad de suelo transportado depende de la velocidad y el volumen del agua que fluye, así como del tipo de suelo y su pendiente. Aunque las horquillas no pueden sujetar la tierra tan bien como lo hacen las plantas, ayudan a mantenerla unida y evitan que las capas más grandes de tierra se deslicen hacia abajo. Como resultado, probablemente recogió más tierra erosionada de la lluvia que caía en el suelo desnudo.

Limpieza
Puede reutilizar el suelo de esta actividad para plantar plantas en macetas, comenzar plántulas o (con permiso) agregar al suelo exterior de las plantas. El suelo puede estar demasiado saturado para usarlo de inmediato; si este es el caso, intente dejarlo secar durante un día o más antes de reutilizarlo. No se olvide de reciclar su regadera casera si se puede reciclar donde vive, o continúe usándola para regar sus propias plantas.

Más para explorar
¿Pueden las Plantas Detener la Erosión del Suelo? de Science Buddies
Erosión del Agua, de Plant &eLibrary de Ciencias del Suelo
Ciencia del Suelo: ¿Qué Tan Húmedo Es Ese Barro? de Scientific American

Esta actividad se le presentó en asociación con Science Buddies