En la cantera de roca calcárea de la Fábrica de Cemento de Gádor (Almería, SE de España), enclavada en el límite climático entre el árido y el semiárido, el Grupo Desertificación y GeoEcología (Estación Experimental de Zonas Áridas, CSIC) inició en 2008 una restauración experimental del suelo. Se estableció un diseño experimental 3 x 3 donde se evaluaron dos tipos de enmiendas orgánicas (lodo procedente de Estación Depuradora de Aguas Residuales Urbanas y compost procedente de la fracción orgánica de residuos sólidos urbanos) y dos tipos de acolchados (grava y astilla de madera), con sus correspondientes controles (sin enmienda y sin acolchado). Cinco y seis años más tarde, se evaluaron las propiedades del suelo/substrato y su comportamiento hidrológico, así como sus efectos sobre la revegetación con especies nativas.
El estudio del suelo/substrato consistió en evaluar: a) las principales propiedades morfológicas incluyendo la porosidad 2D, físicas (textura, densidad aparente), químicas (pH, conductividad eléctrica, capacidad de intercambio catiónico, CaCO3, C orgánico total, N, P y K total), bioquímicas (respiración basal, actividades enzimáticas como la deshidrogenasa, ß-glucosidasa, ureasa y fosfatasa alcalina) y biológicas (composición y estructura de la comunidad microbiana a través del análisis de PLFAs y PCR-DGGE); b) la estabilidad de agregados mediante dos métodos directos (el test de la gota y el tamizado en húmedo) y el contenido en glomalina (glomalina total y glomalina fácilmente extraíble); c) el comportamiento hidrológico (tasa de infiltración, frente de humectación, escorrentía y producción de sedimentos) mediante simulaciones de lluvia. El suelo natural no alterado del área cercana a la cantera fue analizado y considerado como referencia, además de evaluar también su comportamiento hidrológico. Se realizó un seguimiento de la supervivencia y el crecimiento de la vegetación para estudiar el efecto de los tratamientos del suelo sobre las tres especies nativas (Macrochloa tenacissima, Anthyllis cytisoides y A. terniflora) que se plantaron en las parcelas experimentales de 75 m2 (15 x 5 m).
La combinación de enmiendas orgánicas y acolchados mejoró la estabilidad de los agregados del suelo y el contenido de agentes cementantes como el C orgánico total y la glomalina. Pero el papel de las enmiendas orgánicas, especialmente el compost, fue más importante que los acolchados en el aumento de C orgánico total y glomalina, mostrando los valores más similares a los suelos naturales de referencia. A pesar del considerable aumento del número de agregados estables al agua que se observó en las parcelas enmendadas con lodo, los suelos de referencia exhibieron los valores más elevados.
Los tratamientos de restauración provocaron una mayor porosidad 2D comparados con los suelos naturales no alterados. Cada combinación de enmiendas orgánicas y acolchados generó un sistema de poros diferente con respuestas hidrológicas diversas. El aporte de materia orgánica mejoró la infiltración y redujo la erosión hídrica. Por otro lado, el acolchado de astilla fue más efectivo reduciendo la escorrentía y la erosión, en cambio, no favoreció la percolación del agua hacia horizontes más profundos. Por lo tanto, el uso de enmiendas orgánicas debería fomentarse en restauración de suelos mineros debido a los beneficios observados: mejoran la estructura del suelo, incrementan la infiltración y reducen las pérdidas del suelo. Por el contrario, los acolchados no favorecieron la conservación de agua en el suelo.
Las enmiendas orgánicas, especialmente el compost, también mejoraron las propiedades químicas y bioquímicas, así como la biomasa microbiana. Los suelos tratados con lodo y compost mostraron concentraciones de PLFAs bacterianos similares a los suelos de referencia, en cambio, las concentraciones de PLFAs fúngicos fueron mucho mayores en los tratamientos de compost. Por otra parte, los efectos procedentes de la aplicación de acolchados no mostraron una tendencia clara con respecto a la funcionalidad del suelo y tampoco incrementaron la biomasa microbiana. Cada combinación de enmienda orgánica y acolchado mostró una determinada comunidad microbiana. No obstante, incrementos en la funcionalidad del suelo y en la biomasa microbiana no estuvieron relacionados con cambios en la diversidad microbiana. Después de cinco años, las propiedades microbianas de los suelos restaurados no han convergido con las de los suelos de referencia. Sin embargo, los tratamientos con aporte de materia orgánica exógena, sobre todo compost, estimulan el crecimiento microbiano y su actividad, además de tener implicaciones positivas tanto en la fertilidad como en la calidad del suelo.
La respuesta de cada especie de plantas nativas fue diferente debido a sus propios mecanismos fisiológicos. M. tenacissima mostró la supervivencia más elevada (92%), mientras que las dos especies de Anthyllis presentaron supervivencias mucho más bajas (15% y 36% para A. terniflora y A. cytisoides respectivamente). A pesar de que las enmiendas orgánicas no tuvieron un efecto positivo sobre la supervivencia de la vegetación, la mejora en las propiedades físicas, químicas y microbiológicas inducidas por los tratamientos de lodo y compost incrementó el crecimiento de las plantas. M. tenacissima y A. cytisoides alcanzaron los mayores crecimientos en los tratamientos con compost y A. terniflora mostró los mayores crecimientos en parcelas enmendadas con lodo. En cambio, las diferencias provocadas por los acolchados sobre las propiedades del suelo no proporcionaron evidencias claras, ni positivas ni negativas, sobre el establecimiento de las plantas. Estos resultados sugieren que el uso de enmiendas orgánicas en restauración de suelos mineros crea condiciones favorables para el facilitar el establecimiento de especies de plantas nativas. Además, estas prácticas pueden dirigir la dinámica de la vegetación hacia etapas de sucesión más avanzadas, acelerando la recuperación del ecosistema.