Introducción al Uso, Manejo y Conservación de Suelos
Introducción:
Uso, Manejo y Conservación de Suelos
1. Introducción a la Edafología.
1.1 Importancia, historia y evolución de la Edafología:
El hombre, ya desde épocas muy remotas, ha estado
muy preocupado por conocer el suelo, fundamentalmente
como consecuencia del nacimiento de la agricultura. Desde
que el hombre se volvió sedentario y comenzó a cultivar sus
propias cosechas tuvo necesidad de conocer las propiedades,
el funcionamiento y el comportamiento del suelo, aunque en
aquéllos primeros momentos sólo fuese desde un punto de
vista utilitario, como soporte de los productos vegetales.
Los
primeros agricultores preferían asentarse sobre suelos bien
drenados y fáciles de trabajar y hace diez mil años, los
principales núcleos culturales se asociaban a los valles fértiles
de los ríos, como el valle del Nilo y el valle del Indo.
La Edafología (del griego edafos, suelo, y logia, ciencia),
englobada dentro de las Ciencias Naturales, tiene como
objeto el estudio del suelo y utiliza las leyes del conocimiento
científico para su análisis.
Es una rama científica que se desprende de Geología. Concertadamente se encarga de evaluar, estudiar y comparar los suelos y determinar si su composición afecta a la naturaleza y a los organismos que se desarrollan sobre y dentro de este, su origen y evolución, así como los procesos físicos, químicos y biológicos que los componen. Para ello cuenta con una variada metodología de trabajo destacando la realización de perfiles geológicos y los análisis físicos, químicos y fenomenológicos. Además, entre las herramientas más habituales utilizadas en Edafología se encuentran los mapeos localizados, cartografías específicas y una taxonomía específica para cada tipo de suelo.
Los estudios realizados por los expertos en esta ciencia tienen multitud de aplicaciones, pero siempre con el objetivo claro de salvaguardar y proteger el suelo como recurso evitando toda clase de erosión, degradación o contaminación.
Fuente de la Ilustración: Google imagen1.1 Importancia, historia y evolución de la Edafología:
A partir de sus características generales la edafología es capaz de dividir el suelo en varias clases.
Por otra parte, en la mayoría de casos, los suelos presentan una serie de capas características denominadas horizontes, las cuales resultan una herramienta básica para su clasificación. De esta manera, la naturaleza, el grosor o la disposición de los horizontes también permiten clasificar los suelos en diferentes grupos.
El estudio del suelo es algo que ha preocupado al hombre desde mucho tiempo atrás, y si bien por aquel entonces la edafología no estaba implantada como ciencia, sí que han existido una serie de estudiosos que podrían calificarse como precursores de la misma.
Este es el caso del romano Catón, que ya en el siglo II a.C. realizó la primera clasificación del suelo de la que se tiene constancia. Aun así, el escritor más importante de aquella época fue sin duda Columella, el cual dejó para la historia numerosos trabajos analizando las características del suelo junto a diversas clasificaciones según su valor para la agricultura.
Posteriormente, ya en el siglo XII d.C. sería el sabio andalusí Ibn-al-Awan quién continuase el trabajo de los dos anteriores presentando nuevas y más completas clasificaciones.
Pero la verdadera revolución llegaría en el siglo XVIII cuando Walerius introdujo la química en el estudio del suelo. En sus estudios, Walerius analizaba las plantas comparando sus resultados con el análisis químico de los suelos en los que germinaban, sentando las bases para el posterior desarrollo de la industria agrícola moderna.
Mijaíl Vasílievich Lomonósov (1711 – 1765) Fue un científico, geógrafo y escritor ruso con importantes descubrimientos en ciencia, literatura y educación, fundador en 1755 de la primera universidad rusa, que hoy lleva su nombre .
En 1758 es nombrado director del Departamento de Geografía de la Academia de Ciencias, desde este momento elaboraría una metodología de trabajo para el levantamiento geográfico que guiaría durante mucho tiempo las más importantes expediciones y estudios geográficos en Rusia, sin contar una serie de importantes contribuciones, como la demostración del origen orgánico del suelo o su estudio explicativo sobre el origen de los icebergs.
Dokuchaev
(1840-1903)
Publicó un informe sobre un
estudio de campo llevado a cabo
en un suelo del tipo chernozem.
En dicho informe aplicó los
principios de la morfología a los
suelos, describió los principales
grupos, esbozó la primera
clasificación científica y desarrolló
métodos de cartografía sobre la
base del trabajo de campo y de
laboratorio. Propuso que ``suelo
´´ se emplease como término
científico para referirse a un
cuerpo natural e independiente,
formado bajo la influencia de
varios factores, de los cuales
consideró a la vegetación como
la más importante.
William Morris Davis
(1850-1934)
Mas conocido por ser el padre de la
geomorfología, que es estudio del
relieve. Él y otros geógrafos
comenzaron a creer que otras
causas eran responsables de
modelar la superficie de la Tierra.
Desarrolló una teoría de la creación
y destrucción del paisaje, a la cual
llamó ‘ciclo geográfico’. En ella
explicaba que las montañas y demás
accidentes geográficos están
influenciados por una serie de
factores que se manifiestan en el
ciclo geográfico.
Fuente de la figura: Google imágenes
- El Objeto de la Edafología´:
El objeto de la Edafología es el suelo y su estudio desde el punto de vista científico. Sin embargo, es conveniente matizar de qué concepto de suelo hablamos ya que hay otras ciencias que también estudian el suelo de forma más o menos particular. De acuerdo con Simonson (1968), el suelo puede ser considerado desde diferentes puntos de vista: el agronómico, el geológico, el ingenieril y el edafológico.
El concepto agronómico considera al suelo esencialmente como medio de desarrollo de las plantas. Es la concepción más antigua y extendida que comenzó a desarrollarse con el nacimiento de la agricultura. La concepción agronómica de suelo puede matizarse con dos enfoques distintos: el físico y el fisicoquímico. El primero considera al suelo como un medio poroso, incluso inerte, por el que circulan soluciones y aire y donde las plantas tienen su suporte físico. Según el enfoque fisicoquímico, el suelo es el medio de nutrición de las plantas.
El concepto geológico considera al suelo como un manto superficial de material rocoso disgregado, producto de la acción de los agentes de meteorización. El concepto ingenieril trata al suelo como aquel material superficial no consolidado, removible con las excavaciones, que sustenta o alberga construcciones.
Finalmente, desde un punto de vista edafológico, se considera al suelo como un cuerpo natural e independiente, originado por la acción conjunta de una serie de factores de formación: clima, roca madre, organismos, relieve y tiempo. Por tanto, el suelo posee unos constituyentes, morfología, propiedades y génesis propias que le hacen acreedor de una ciencia que lo estudie, la
Edafología o Ciencia del Suelo.
La historia de la Ciencia del Suelo ha sido bastante bien
documentada en varios libros y monografías (Boulaine, 1989;
Krupenikov, 1992; Yaalon y Berkowicz, 1997; Warketi, 2006;
Brevit y Hartemink, 2010). Estas publicaciones han explicado
detalladamente el importante progreso en el desarrollo del
conocimiento de la disciplina de Edafología a lo largo del
tiempo.
El concepto que se tiene del suelo no sólo varía con el tiempo, sino que también varía según las distintas escuelas, corrientes de pensamiento o el enfoque establecido por el observador.
En la historia de una ciencia se suelen considerar tres fases.
1. La etapa pre-científica, con conocimientos dispersos no diferenciados, y, siempre entremezclados con ideas de tipo filosófico-religioso acerca de la naturaleza. Es muy larga. Termina en el siglo XVIII.
2. Una segunda fase ocurre tras la aparición del método científico y su aplicación al propio objeto de interés. En esta fase se asientan los pilares o principios fundamentales de dicha ciencia. Esta fase no ocurre simultáneamente en todas las ciencias, sino que hay una gradación en el tiempo. Así la Física o más exactamente la Mecánica, con la revolución que supusieron los trabajos de Copérnico (1543), Kepler (1609) y Galileo (1609), ya alcanzó este nivel hacia el 1600.
El establecimiento de esta metodología en la Física y la invención de utensilios y aparatos permitió su aplicación al campo de la Química que inició su despegue de esta manera de las teorías alquimistas, en parte derivadas de la filosofía aristotélica.
Vemos que no hay un desarrollo simultáneo de las etapas sino que son los conocimientos, los métodos de trabajo y los instrumentos creados en las Ciencias Básicas los que al dirigir su atención a un determinado objeto natural originan su desarrollo.
En el caso de la Edafología esto es particularmente aparente y sus ideas básicas han necesitado de la aportación de otras ciencias, principalmente la Física, Química, Geología, Biología y Geografía.
El fin de la fase de creación de las ideas fundamentales y el surgir de la Edafología como ciencia se hace coincidir con los trabajos de Dokuchaev, quien sintetizó y armonizó los diferentes enfoques hasta entonces existentes.
3. El tercer período es el desarrollo de la Ciencia ya, independientemente, desarrollo que es extraordinariamente rápido en la obtención de datos y está basado en la aparición de nuevos instrumentos de trabajo, mientras que las ideas básicas se ven escasamente modificadas.
- El Desarrollo de la Edafología anterior a Dokuchaev
El suelo en sentido amplio es conocido desde tiempos remotos, desde que el hombre se volvió sedentario y comenzó a cultivar sus propias cosechas, tuvo necesidad de conocer el suelo, sus propiedades y su comportamiento. Todo ello desde un punto de vista utilitario.
Esta gran revolución caracterizó al período Neolítico. De acuerdo con los datos más probables, parece que hace unos 9000 a.d.C. comenzó la agricultura.
Simonson (1958), sitúa en las montañas Zagros y en la zona de Mesopotamia el lugar en que se produjo este cambio trascendental. En fechas posteriores la revolución agrícola comienza a aparecer como un componente importante en las antiguas civilizaciones; aproximadamente 6000 a.d.C. en China; de 4 a 5000 en Egipto; en México y Perú 4000 y hacia 2500 en el valle del Indo.
En esta fase de iniciación de la agricultura, el hombre neolítico debería de reconocer ya algunas diferencias entre los suelos demasiado húmedos, arenosos, etc., y conocer la influencia de algunas técnicas agrícolas como la fertilización producida por la adición de restos orgánicos y por el quemado de una zona de bosque o matorral.
También se debía conocer ya, a partir de la aparición de la Cerámica, 4000 a 5000 a.d.C. en Mesopotamia y Egipto, algunas de las propiedades de los materiales; facilidad de cocción, las propiedades de plasticidad, contracción al secado, etc.
El concepto de suelo es un concepto utilitario de esta manera no es extraño que se hicieran clasificaciones de suelos buenos o malos, útiles. Así aparece en China la primera clasificación conocida de suelos, unos 4 a 5000 años a.d.C. dividiéndolos en nueve clases según su capacidad de dar cosechas. Así utilizaban como criterio, el color del suelo, que es una propiedad muy importante.
En el Antiguo Testamento Acsa, la hija de Caleb le habla a su padre de «tierra de secano y tierra de regadío» (Josué 15, 19).
Se puede concluir que las antiguas civilizaciones tuvieron una interrelación muy grande con la agricultura y que en algunos casos su decadencia fue debida a la destrucción de la fertilidad de sus suelos Macías Vázquez, 1980).
Quizás el autor griego que mejor sintetizó las concepciones utilitarias y filosóficas, fue Teofrasto (327-287 a.d.C.), discípulo de Aristóteles (384-322 a.d.C.) que fue botánico y filósofo. Se conservan de él dos obras «Investigaciones sobre las plantas» y un «Tratado de las causas de la vegetación».
Definió al suelo como «el estómago de las plantas» y afirmó que «las plantas constan de los elementos tierra-agua». Su doctrina se admitió y continuó durante toda la Edad Media.
En 1840 Von Liebig publica: «La química y sus relaciones con la agronomía». Distingue en el suelo la parte orgánica y la mineral. Considera al suelo como una reserva pasiva de nutrientes para las plantas. Observa que las plantas absorben sales minerales del suelo y que el humus es un producto transitorio entre la materia orgánica y las sales minerales. En 1842 se creó la industria de los fertilizantes. Esta época corresponde sobre todo a una visión químico-agrícola y utilitaria del suelo.
Dokuchaev y la Escuela Rusa
En 1877, Ucrania padeció una sequía catastrófica y una sociedad cultural rusa, la Sociedad Libre Económica de Petersburgo, se interesó y financió una expedición científica para estudiar sobre el terreno los efectos de la sequía y los posibles remedios, en las «tierras negras», (estas tierras dan el 80-90% de la cosecha de cereales de Rusia y producen de 2 a 3 cosechas al año), al mando de Dokuchaev, el cual además de ser geólogo, tenía conocimientos de tipo geográfico y geobotánico y a ello se añadía su interés por los aspectos o condiciones económicas.
Conviene resaltar la diferencia entre la Europa occidental y Rusia. En el oeste de Europa la gran densidad de población hacía necesario incrementar el rendimiento de la agricultura mediante la adición de abonos, mientras que en las inmensas regiones de Rusia, el problema no era la falta de suelo, sino conocer las diferentes condiciones de la naturaleza para poderlas aprovechar y en caso necesario, eliminar las condiciones desfavorables modificando los tipos de cultivos del país. En último caso y dado el exceso de suelo, las zonas más dificultosas podrían ser totalmente abandonadas.
También había unas diferencias respecto a la Geología. El desarrollo de la Edafología occidental en países poco extensos, en que las condiciones climáticas apenas variaron en todo el territorio, condiciona el papel primordial al factor material de partida.
Sin embargo al estudiar los suelos de la inmensa llanura rusa, donde de N. a S. se producían grandes modificaciones climáticas, se llegó a una concepción opuesta:
«rocas iguales en climas distintos, dan suelos distintos, y rocas distintas pero bajo el mismo clima, dan suelos iguales.»
Para Dokuchaev sólo tienen importancia los factores externos y de ellos el principal es el clima.
Dokuchaev estableció una clasificación de los duelos según su potencial agrícola. Utilizó para ello el procedimiento de correlaciones geográficas, según el cual la distribución del suelo depende de las condiciones ambientales.
Rusia era el país ideal para aplicar este método ya que por su gran extensión, las variaciones climáticas se podían observar tanto en sentido latitudinal como altitudinal, llegando así a la idea de zonalidad.
En Dokuchaev se observan influencias de Von Humboldt y de Darwin, ya que su método se basa en la visión armónica de la naturaleza, en que no se estudian los componentes del suelo de forma aislada, como se había hecho hasta entonces.
La otra visión o enfoque importante de la escuela rusa se encuentra en la doctrina evolucionista que fue rápidamente aceptada; así se empezó a ver el suelo no sólo como una entidad independiente sino también dinámica, que tiene un principio y un desarrollo.
Para Dokuchaev la vegetación era un factor de formación pero era más importante la influencia del clima. En relación con la degradación de los Chemosem (los suelos que había estudiado Dokuchaev en Ucrania) hacia suelos lixiviados y podsolizados, Dokuchaev considera que era debido a fenómenos climáticos, pero un discípulo suyo Korszhinskii sostenía que la degradación era estrictamente biológica, debido a los restos vegetales que llegaban al suelo. Finalmente Dokuchaev admitió esta hipótesis, y por tanto reconoció a la vegetación como un factor de formación directo en la génesis de suelos.
Fueron Dokuchaev y sus discípulos los que asentaron las bases de la Edafología moderna y reconocieron al suelo como un cuerpo natural organizado, acreedor por si mismo de un estudio científico.
La segunda generación de edafólogos rusos ampliaron el campo de estudio de los suelos estudiados por Dokuchaev a todos los tipos de suelos y medios de Rusia y divulgaron las teorías y metodología indicada por Dokuchaev al mundo occidental, donde tuvieron una gran resonancia.
Dokuchaev realizó la primera clasificación de suelos del mundo. Murió sin dejar nada escrito.
Glinka, uno de sus discípulos escribió el primer Tratado de Edafología y ocupó la primera cátedra de Edafología en Nueva Alejandría.
Dos discípulos de Glinka, Ramann (alemán) y Marbú (inglés) lo traducen al alemán y al inglés.
En 1924 se realiza el primer congreso en Roma. A partir de entonces la Edafología comienza a funcionar como una ciencia, con su metodología propia.
- Conceptos fundamentales
Es necesario antes de seguir esta exposición comprender una serie de conceptos que son fundamentales en Edafología; suelo, pedon, horizonte y perfil.
Suelo: El vocablo suelo ha cambiado de significación en el curso de la historia.
Así el especialista norteamericano en Genética de suelos, Hans Jenny (1968) señaló que los pintores del siglo XIV mostraron paisajes completos de resaltes de rocas desnudas. Los artistas de siglos posteriores han llegado a representar, primero una cubierta de vegetación sobre roca y más recientemente una capa de suelo entre la vegetación y el sustrato, con horizontes.
En 1967 Boulaine y Aubert dieron una definición bien elaborada: «Es el producto de la alteración, de la reestructuración y de la organización de las capas superiores de la corteza terrestre bajo la acción de la vida, de la atmósfera y de los intercambios de energía que en ella se manifiestan».
Los componentes del suelo que nosotros observamos, medimos e interpretamos, no pertenecen a un sistema de cuerpos materiales fijos, sino que transitan en el interior del pedon procediendo de la atmósfera (agua, nitrógeno, carbono); de la hidrósfera (sodio, potasio, cloro, sulfatos, etc.); de la litósfera (fósforo, oligoelementos, calcio, magnesio, etc.) o de pedones vecinos.
Estas transferencias continuadas, alternadas, cíclicas o episódicas se hacen a velocidades variables y en direcciones variadas. Por tanto, el concepto de suelo es un concepto muy difícil de definir. Los constituyentes del suelo son los residuos de la alteración minera que constituía el estado inicial del suelo, pero provienen también de la atmósfera y de los organismos asociados a ellos.
El suelo, la capa más superficial de la corteza terrestre, constituye uno de los recursos naturales más importantes con que contamos al ser el substrato que sustenta la vida en el planeta.
El suelo, la capa más superficial de la corteza terrestre, constituye uno de los recursos naturales más importantes con que contamos al ser el substrato que sustenta la vida en el planeta.
El suelo es el resultado y la interacción de al menos cinco tipos de factores:
- Clima.
- Roca madre.
- Tiempo.
- Relieve.
- Seres vivos, y a veces el agua libre dentro del perfil, de las capas freáticas.
En resumen, el suelo es una estructura cuatridimensional (tiempo Y espacio), en la cual persisten y transitan:
- Los residuos y productos de la alteración de la capa mineral superficial del globo.
- Las materias orgánicas muertas o vivas de la biomasa asociadas a esta capa superficial.
- Los elementos que provienen de la atmósfera, sea de modo accidental, sea de modo cíclico.
La organización y evolución de esta estructura es el resultado de variaciones de formas de energía de toda clase que se manifiestan en la superficie de la tierra. Estas son permanentes (el peso), cíclicas (calor), acumulativas (seres vivos al comienzo de la evolución del suelo) y accidentales (acción del hombre).
- Pedon:
Según la Soil Taxonomy en 1960, en la 7.ª aproximación es «el volumen más pequeño que permite el estudio de todos los horizontes».
El pedon es comparable en muchas ocasiones a la unidad de la célula o a la del cristal.
La superficie varía de 1 a 10 m.2 tiene tres dimensiones y forma hexagonal. Según Aubert y Boulaine (1967), es el volumen más pequeño que puede ser llamado suelo.
- Horizonte
En el suelo se observa la existencia de capas paralelas a la superficie, llamadas horizontes, de textura, estructura y colores diferentes, que se producen durante la formación y evolución del suelo por la influencia de los factores ecológicos.
Los horizontes están tanto más diferenciados cuanto más evolucionado está el perfil. Su designación se realiza por las letras: A, B y C, etc.
Podemos distinguir según su posición dos tipos de horizontes: superficiales y de profundidad.
Vamos a ver primero los superficiales.
- Horizonte H (hístico, de histos = tejido)
Es un horizonte con un contenido muy alto de materia orgánica, 30% o más. Tiene que estar durante casi todo el año encharcado o con un grado de humedad muy elevado. Es una acumulación de restos vegetales prácticamente sin descomponer en los que puede verse prácticamente la estructura primitiva, incluso puede decirse de qué especie vegetal se trata.
Por tener un grado de humedad tan grande (anaerobiosis) los procesos biológicos están muy frenados. Su color es siempre negro o pardo negruzco y el espesor varía desde unos centímetros hasta varios metros. Es típico de las turberas (zonas pantanosas). En Guipúzcoa no hay turberas citadas y se habla de algunas localizaciones puntuales en Jaizkibel (Guipúzcoa).
- Horizonte O (orgánico)
Formado también por acumulación de restos vegetales. La cantidad de materia orgánica es igual a la del caso anterior, pero está libre de agua la mayor parte del año.
Hay descomposición en aerobiosis y el aspecto de las fibras vegetales no es el de unidas, sino el aspecto del tabaco o del café molido. Se subdivide en dos:
Of=Horizonte O de fermentación. Todavía se diferencian las estructuras vegetales.
Oh=Horizonte O de humificación. Las hojas sufren transformaciones más profundas, se transforman en una masa coloidal, el humus.
Tampoco es frecuente, igual que el anterior.
- Horizonte A
Horizonte mineral, pero con un contenido en materia orgánica menor del 30% que está humificada e íntimamente asociada con la fracción mineral. La materia orgánica de los Horizontes A está bien descompuesta, o bien está distribuida como partículas finas o bien se presenta como revestimientos sobre las partículas minerales. En consecuencia, los Horizontes A normalmente son más oscuros que los horizontes subyacentes contiguos.
Antes se consideraba al Horizonte O aquí. Podemos diferenciar aquí cinco t i p o s .
- A mollico
Es un horizonte en el que la materia orgánica y la mineral están unidas por enlaces químicos, formando complejos órgano-minerales. El grado de saturación de bases es mayor del 50% Humífero; C/N menor que 17. El pH es neutro o muy próximo.
Es un suelo blando (su nombre alude a muelle), cuya estructura no puede ser ni masiva, ni dura.
- A umbrico
Es como el mollico, mineral rico en materia orgánica. Las diferencias con el anterior son:
La materia orgánica y la mineral están unidas sólo mecánicamente, esta mezcla la realizan los animales del suelo (fecal pellets). Es del color oscuro, generalmente negro, de ahí su nombre, parecido al otro.
El grado de saturación de bases del complejo de cambio en menor del 50% Abunda mucho en nuestros suelos, más que el mollico.
- A ócrico
Es un horizonte con un color mucho más claro que los dos anteriores, pues contiene menos materia orgánica que ellos. Su color es pardo ocre. Se encuentra también en Guipúzcoa.
- A. Antrópico
Producido por la acción del hombre al ser cultivados, pues éste adiciona fertilizantes y modifica su estructura removiéndolos y arándolos.
e) A antrópico plaggen.
Es la tierra de jardín. Se produce en sitios donde existe una acción muy continuada del hombre. Tiene dosis más fuertes de fertilizantes.
El otro tipo de horizontes que vamos a ver son los que no se hayan en superficie, sino por debajo de cualquiera de éstos, a no ser que hayan sido erosionados y aparezcan éstos en superficie.
- Horizonte B
Es un horizonte mineral en el cual se van acumulando sustancias solubles procedentes de los horizontes superficiales. Es muy distinto de la roca madre y en él los minerales primarios han sido profundamente transformados o alterados. Está situado debajo del horizonte A. Cuando este horizonte presenta variaciones muy pequeñas en el contenido de arcilla, hierro, aluminio, humus muy escasa y su diferenciación con el horizonte A o con el C es muy pequeña, designaremos a este horizonte como B incipiente.
Los horizontes B, son de clases muy diferentes. Generalmente es necesario establecer el parentesco que existe entre los horizontes que lo rodean para considerar cómo ha sido formado. Por esto se designa a los horizontes B con un sufijo para tener una información sobre su génesis y propiedades. Podemos diferenciar los siguientes tipos:
- Bc: B cámbico
Es un horizonte de alteración que carece de las propiedades que satisfacen las exigencias de los demás tipos de horizontes B. No presenta colores oscuros. Su límite inferior está por lo menos a 25 cm. de la superficie del suelo. No está coloreado por el humus, sino por los óxidos de hierro resultantes de la alteración.
Es muy corriente.
- B argílico: Bt
Formado por una acumulación muy grande de arcilla depositada por un proceso de lavado: iluviación. Color pardo o pardo rojizo dependiendo del tipo de arcilla. En suelos muy arcillosos.
Hay otros tipos de horizontes B, pero no entra dentro del ámbito de la siguiente exposición el describirlos.
- Horizonte C
Corresponde a la roca en vías de alteración. Es un horizonte mineral distinto de la roca inalterada situada debajo de B, o de A si B no existe.
- Horizonte R
Roca no alterada situada bajo el perfil y que puede perfectamente no ser la roca madre o serlo parcialmente.
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Los horizontes del Suelo
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Perfil Al conjunto de horizontes del suelo se le llama perfil.
Los horizontes están tanto más diferenciados cuanto más evolucionado es el perfil del suelo. Según el tipo de perfil podemos hablar evolutivamente de los siguientes tipos de suelos:
Suelos jóvenes Son muy superficiales, están todavía muy próximos a la roca madre. No se ha diferenciado ningún tipo de horizonte.
Suelos poco evolucionados Se caracterizan por una capa rica en humus sobre el horizonte C. El perfil es de tipo AC.
Si este suelo sigue evolucionando, se forma un horizonte resultante de la alteración de la roca madre, aunque pobre en materia orgánica; el horizonte B incipiente que se presenta así: (B).
El perfil es entonces de tipo A (B) C.
Suelos evolucionados El perfil es de tipo ABC y corresponde al máximo grado de evolución.
Los horizontes superiores se empobrecen en elementos finos o solubles, como consecuencia de su arrastre (eluviación). Se llaman horizontes eluviales o lavados. Al horizonte inferior B se le llama al contrario iluvial o de acumulación, por ser el enriquecido. Pueden existir varios horizontes iluviales de aspecto y estructura diferentes.
Según Kubiena la evolución sería así:
A → AC → A(B)C → ABC
1.2 Origen de los suelos
El suelo es un elemento natural compuesto de minerales, agua, gases y material orgánico (organismo vivos y muertos) derivadas de la combinación de factores geológicos, climáticos, biológicos, las partículas que componen el suelo deben su origen a la erosión de rocas preexistentes (ígneas sedimentarias y metamórficas).
El suelo es un elemento frágil del medio ambiente, un recurso natural no renovable puesto que su velocidad de formación y regeneración es muy lenta mientras que los procesos que contribuyen a su degradación, deterioro y destrucción son mucho más rápidos. Por ello es de suma importancia establecer medidas ambientales y políticas de actuación que garanticen la protección y conservación de los suelos.
La importancia del suelo radica en que es un elemento natural dinámico y vivo que constituye la interfaz entre la atmósfera, la litosfera, la biosfera y la hidrosfera, sistemas con los que mantiene un continuo intercambio de materia y energía. Esto lo convierte en una pieza clave del desarrollo de los ciclos biogeoquímicos superficiales y le confiere la capacidad para desarrollar una serie de funciones esenciales en la naturaleza de carácter medioambiental, ecológico, económico, social y cultural.
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El suelo es un elemento frágil del medio ambiente, un recurso natural no renovable puesto que su velocidad de formación y regeneración es muy lenta mientras que los procesos que contribuyen a su degradación, deterioro y destrucción son mucho más rápidos. Por ello es de suma importancia establecer medidas ambientales y políticas de actuación que garanticen la protección y conservación de los suelos.
La importancia del suelo radica en que es un elemento natural dinámico y vivo que constituye la interfaz entre la atmósfera, la litosfera, la biosfera y la hidrosfera, sistemas con los que mantiene un continuo intercambio de materia y energía. Esto lo convierte en una pieza clave del desarrollo de los ciclos biogeoquímicos superficiales y le confiere la capacidad para desarrollar una serie de funciones esenciales en la naturaleza de carácter medioambiental, ecológico, económico, social y cultural.
Origen y formación de los suelos
Existen diversos tipos de suelos, todos ellos relacionados a la actividad para lo que van a ser usados, en este caso mencionaremos a los tipos básicos de suelos que se encuentran para actividades de ingeniería civil, mecánica de suelos y geotécnia.
Los suelos deben su origen o formación por la acción desintegradora que sufren los macizos rocosos preexistentes o rocas madres, debido a factores medioambientales, procesos de meteorización in situ (físicos, químicos y biológicos) y procesos de erosión (transporte de suelos)
Cuando una superficie de roca se expone a la atmósfera durante un tiempo apreciable, se desintegra o se descompone en partículas pequeñas y así se forman los suelos.
Los suelos deben su origen o formación por la acción desintegradora que sufren los macizos rocosos preexistentes o rocas madres, debido a factores medioambientales, procesos de meteorización in situ (físicos, químicos y biológicos) y procesos de erosión (transporte de suelos)
Cuando una superficie de roca se expone a la atmósfera durante un tiempo apreciable, se desintegra o se descompone en partículas pequeñas y así se forman los suelos.
Un suelo puede formarse in situ por la meteorización de los macizos rocosos. En este caso las rocas madres se descomponen y alteran en el mismo lugar y no ocurre transporte de materiales.
También puede ocurrir que las partículas que se generan por los procesos físicos, químicos y biológicos, sufran transporte y se genere un suelo transportado, es decir que las partículas se depositaron mas abajo.
Es necesario comprender como se forma el suelo, para entender las propiedades ingenieriles (parámetros geotécnicos) de los materiales que conforman el suelo y por tanto lograr que las obras de ingeniería civil sean seguras y rentables.
- Factores que generan el suelo:
- Factores físicos
- Factores químicos
- Factores biológicos
- Transporte de las partículas
Agentes formadores del Suelo
- Desintegración física
La desintegración física o la meteorización mecánica de las rocas se produce debido a los siguientes procesos físicos:
- Cambios de temperatura
Diferentes minerales de rocas tienen diferentes coeficientes de expansión térmica. La expansión desigual y la contracción de estos minerales ocurren debido a los cambios de temperatura. Cuando las tensiones inducidas debido a tales cambios se repiten muchas veces, las partículas se desprenden de las rocas y se forman los suelos.
- Acción de la expansión del hielo (acuñamiento del hielo)
El agua en los poros y las diminutas grietas de las rocas se congela en climas muy fríos. Como el volumen de hielo formado es mayor que el del agua, ocurre la expansión. Las rocas se rompen en pedazos cuando se desarrollan grandes tensiones en las grietas debido a la acción de acuñamiento del hielo formado.
- La difusión de las raíces de las plantas
A medida que crecen las raíces de los árboles y los arbustos en las grietas y fisuras de las rocas, las fuerzas actúan sobre las rocas. Los segmentos de la roca se separan y se produce la desintegración de las rocas.
- Abrasión
A medida que el agua, el viento y los glaciares se mueven sobre la superficie de la roca, se produce abrasión y fregado. Resulta en la formación de suelos.
En todos los procesos de desintegración física, no hay cambios en la composición química. El suelo formado tiene las propiedades de la roca madre. Los suelos de grano grueso, como la grava y la arena, se forman por el proceso de desintegración física.
- Descomposición química
Cuando se produce la descomposición química o la meteorización química de las rocas, los minerales de roca originales se transforman en nuevos minerales por reacciones químicas. Los suelos formados no tienen las propiedades de la roca madre. Los siguientes procesos químicos generalmente ocurren en la naturaleza:
- Hidratación
En la hidratación, el agua se combina con minerales de roca y da como resultado la formación de un nuevo compuesto químico. La reacción química causa un cambio en el volumen y la descomposición de la roca en partículas pequeñas.
Un ejemplo de reacción de hidratación que está teniendo lugar en los suelos es la hidrólisis de SiO 2
SiO 2 + 2H 2 O Si (OH) 4
- Carbonatación
Es un tipo de descomposición química en la cual el dióxido de carbono en la atmósfera se combina con el agua para formar ácido carbónico. El ácido carbónico reacciona químicamente con las rocas y provoca su descomposición.
El ejemplo para este tipo de es que está teniendo lugar en rocas sedimentarias que contienen carbonato de calcio.
- Oxidación
La oxidación ocurre cuando los iones de oxígeno se combinan con minerales en la roca. La oxidación resulta en la descomposición de las rocas. La oxidación de las rocas es algo similar a la oxidación del acero.
- Solución
Algunos de los minerales de roca forman una solución con agua cuando se disuelven en agua. La reacción química tiene lugar en la solución y los suelos se forman.
- Hidrólisis
Es un proceso químico en el que el agua se disocia en iones H + y OH – . Los cationes de hidrógeno reemplazan a los iones metálicos como el calcio, el sodio y el potasio en minerales de roca y los suelos se forman con una nueva composición química.
La descomposición química de las rocas resulta en la formación de minerales de arcilla. Los minerales de arcilla imparten propiedades plásticas de los suelos. Los suelos arcillosos se forman por descomposición química.
- Descomposición biológica
Es producida por actividad bacteriana. Las bacterias inducen putrefacciones de materiales orgánicos y mezclan el producto con otras partículas de origen físico-químico, las mismas que actúan como elemento catalizador, etc.
- Transporte de los suelos
Los suelos formados en un lugar pueden ser transportados a otros lugares por agentes de transporte, como agua, hielo, viento y gravedad.
- Suelos transportados por el agua
El agua corriente es uno de los agentes más importantes de transporte de suelos. el tamaño de las partículas de tierra que transporta el agua depende de la velocidad. El agua rápida puede transportar las partículas de gran tamaño, como rocas y gravas. Con una disminución en la velocidad, las partículas más gruesas se depositan.
Las partículas más finas se transportan aguas abajo y se depositan cuando la velocidad se reduce. Un delta se forma cuando la velocidad se reduce a casi cero en la confluencia con un cuerpo receptor de agua quieta como un lago, un mar o un océano.
Todos los tipos de suelos transportados y depositados por el agua se conocen como depósitos aluviales. Los depósitos hechos en lagos se llaman depósitos lacustres. Los depósitos marinos se forman cuando el agua que sigue transporta los suelos al océano o al mar.
Formación Biológica del suelo
Fuente d ela figura Google imagenes
- Suelos transportados por el viento
Las partículas del suelo son transportadas por los vientos. el tamaño de partícula del suelo depende de la velocidad del viento. Las partículas más finas son llevadas lejos del lugar de la formación. Los depósitos de suelo por el viento se conocen como depósitos eólicos.
Las dunas de arena grandes están formadas por los vientos. Las dunas de arena se producen en las regiones áridas y en el lado del lado de sotavento del mar con playas de arena.
Loess es un depósito de limo hecho por el viento. Estos depósitos tienen baja densidad y alta compresibilidad. La capacidad de carga de tales suelos es muy baja. La permeabilidad en la dirección vertical es grande.
- Suelos depositados en los glaciares
Los glaciares son grandes masas de hielo formadas por la compactación de la nieve. A medida que los glaciares crecen y se mueven, llevan consigo suelos que varían en tamaño desde finos a grandes rocas. Los suelos se mezclan con el hielo y son transportados lejos de su posición original.
1.3 Composición física de los suelos
- Suelos gravosos (grava): tienen tamaño de partículas entre 8-10 cm a 2 mm, son muy permeables y sus componentes se observan a simple vista.
- Suelos arenosos (arena): tienen tamaño de partículas entre 2-0,060 mm, son muy permeables y sus componentes también se observan a simple vista.
- Suelos limosos (limo): tienen tamaño de partículas entre 0,060 mm y 0,002 mm, tienen capacidad de retención de agua mayor que las arenas pero menor que las arcillas, sus componentes ya no se reconocen a simple vista, suelen ser atractivos para la agricultura si tienen alto contenido mineral y orgánico.
- Suelos arcillosos (arcilla): tienen tamaño de partículas menores que 0,002 mm (inferiores a los limos), tienen alta capacidad de retención de agua y son muy atractivos para la agricultura sobretodo cuando tienen alto porcentaje de materia orgánica. Sin embargo este tipo de suelo es el que genera mayor problema en ingeniería civil.
- Propiedades o Características físicas de los suelos.
- La profundidad del suelo
La definición original del suelo se denominaba como la capa superficial del suelo (horizonte A) junto con el subsuelo (E y B). El horizonte C se definía como estratos con poca formación edafogénetica. De este modo la profundidad efectiva del suelo fue considerada como la espesura del suelo. Sin embargo, la presencia de raíces y la actividad biológica que frecuenta a menudo en horizonte C realza la importancia de incluir este horizonte en la definición de profundidad del suelo. En la práctica los estudios con levantamiento de suelos utilizan límites de profundidad arbitrarios (200 cm).
- Textura del suelo
Se refiere a la proporción de componentes inorgánicos de diferentes formas y tamaños como arena, limo y arcilla. La textura es una propiedad importante ya que influye como factor de fertilidad y en la habilidad de retener agua, aireación, drenaje, contenido de materia orgánica y otras propiedades.
El triángulo de textura de suelos según la FAO se usa como una herramienta para clasificar la textura. Partículas del suelo que superan tamaño de 2.0mm se definen como piedra y grava y también se incluyen en la clase de textura.Por ejemplo, un suelo arenoso con 20% de grava se clasifica como franco arenoso con presencia de gravas. Cuando predominan componentes orgánicos se forman suelos orgánicos en vez de minerales
Triangulo de las texturas de los suelos
Fuente de figura: (FAO, 2014).
- El Color del suelo:
El color del suelo depende de sus componentes y varía con el contenido de humedad, materia orgánica presente y grado de oxidación de minerales presentes. Se puede evaluar como una medida indirecta ciertas propiedades del suelo. Se usa para distinguir las secuencias en un perfil del suelo, determinar el origen de materia parental, presencia de materia orgánica, estado de drenaje y la presencia de sales y carbonato.
- La Consistencia del suelo:
La consistencia es la propiedad que define la resistencia del suelo a la deformación o ruptura que pueden aplicar sobre él. Según su contenido de humedad la consistencia del suelo puede ser dura, muy dura y suave .Se mide mediante tres niveles de humedad; aire-seco, húmedo y mojado. Para la construcción sobre él se requiere medidas más precisas de resistencia del suelo antes de la obra.
- La Porosidad del suelo
El espacio poroso del suelo se refiere al porcentaje del volumen del suelo no ocupado por sólidos. En general el volumen del suelo está constituido por 50% materiales sólidos (45% minerales y 5% materia orgánica) y 50% de espacio poroso. Dentro del espacio poroso se pueden distinguir macro poros y micro poros donde agua, nutrientes, aire y gases pueden circular o retenerse. Los macro poros no retienen agua contra la fuerza de la gravedad, son responsables del drenaje, aireación del suelo y constituyen el espacio donde se forman las raíces. Los micro poros retienen agua y parte de la cual es disponible para las plantas.
- La Densidad del suelo:
Mediante la determinación de la densidad se puede obtener la porosidad total del suelo. Se refiere al peso por volumen del suelo. Existen dos tipos de densidad, real y aparente. La densidad real, de las partículas densas del suelo, varía con la proporción de elementos constituyendo el suelo y en general está alrededor de 2,65.
Una densidad aparente alta indica un suelo compacto o tenor elevado de partículas granulares como la arena. Una densidad aparente baja no indica necesariamente un ambiente favorecido para el crecimiento de las plantas.
1.4 Composición química de los suelos.
Se puede dividir la composición química de los suelos en orgánicos e inorgánicos. Representan las partículas minerales el 50% del total, de las cuales dominan la arena, arcilla y caliza, y en menor medida óxidos e hidróxidos de hierro y sales; las de origen orgánico suponen el 5%; el 45% que resta lo ocupan aire y agua, los cuales aprovechan la porosidad de la arena (el componente más importante de los suelos) para penetrar en los suelos y permitir la iteración con los demás elementos.
- La arena
- Las arcillas:
La presencia dominante de los silicatos de aluminio es la razón de que el contenido en arcilla de los suelos, sea expresada en tantos por ciento de óxido alumínico o alúmina (A12O3).
- La Caliza
La caliza o carbonato cálcico (CaCO3), suele presentarse en forma de arenas, limos o unidas a las arcillas margosas. Tienen la capacidad de disolverse en el agua, las cuales arrastran en forma de bicarbonato cálcico; a su vez, los ácidos nítrico y fosfórico originan nitratos y fosfatos cálcicos.
Todos estos elementos pueden ser absorbidos por las plantas, aunque un exceso de cal sólo es soportado por las plantas calcícolas. Otra presencia en el suelo útil para las plantas es la dolomía (CaMg(CO3)2), carbonato doble de calcio y magnesio, que sintetiza la clorofila.
- Los óxidos de hierro
Los óxidos e hidróxidos de hierro (oligisto y limonita) se producen como resultado de la meteorización de la mica negra (biotita) y otros silicatos (anfiboles y piroxenos). Estos elementos son los causantes de que las tierras presenten colores rojos y amarillos.
- Las sales
Las sales, tales como nitratos, fosfatos, sulfatos y cloruros proceden de la descomposición de la materia orgánica, o mediante la acción bacteriana que fija el nitrógeno de la atmósfera.
Cierta flora denominada nitrófila es muy frecuente en lugares ricos en nitratos; muchos vegetales obtienen de éstos el nitrógeno con que sintetizan sus proteínas.
- Azufre y fósforo
El azufre y fósforo que necesitan los vegetales son recibidos de los fosfatos y sulfatos, aunque sólo ciertas plantas denominadas gipsófilas son capaces de soportar altas concentraciones de azufre, como son los contenidos en los sustratos yesíferos.
- Cloruros
Por su parte, los cloruros son compuestos químicos formados por cloro y un metal; uno de los cloruros más comunes es la sal marina. Son en general poco asimilables por los vegetales, una concentración superior a 0,5% ya les resulta perjudicial, aunque existe un tipo de plantas denominadas halófilas o barrileras que no pueden germinar si el suelo no contiene adecuadas cantidades de sal.
- Formación de Materia orgánica del suelo
De la descomposición de restos animales y vegetales se genera la materia orgánica del suelo. El resultado final tras el proceso continuo de transformación química o bioquímica de los residuos y sustancias vegetales y animales, es la formación del mantillo o humus.
Contiene sustancias diversas (humina, ácido húmico, etc.) y proporciona al suelo los elementos nitrogenados indispensables para su fertilidad. El humus puede considerarse la base de la fertilidad del suelo, ejerce una influencia favorable sobre su estructura, y actúa como regulador de la nutrición, reteniendo y haciendo asimilable el fósforo y la potasa, y favoreciendo la actividad biológica del suelo.
Las primeras materias en descomponerse e incorporarse al sustrato del suelo son las de origen animal, mientras que las de origen vegetal pueden necesitar hasta diez años, aunque ciertos vegetales en suelos neutros, como las hojas de haya, pueden cumplir el proceso en menos de un año.
Durante el proceso de humificación, que requiere ventilación, calor y humedad, se originan unas sustancias orgánicas denominadas ácidos húmicos y fúlvicos; más de un 5% es considerado suelo rico en humus. Para que el suelo sea cultivable debe contener cuatro componentes básicos cuyas proporciones son: 66 a un 80% de arena, 10 a 20% de arcilla, 5 a 10% de caliza y 5 a 10% de humus.
La composición química del suelo incluye la media de la reacción de un suelo (pH) y de sus elementos químicos (nutrientes). Su análisis es necesario para una mejor gestión de la fertilización, cultivo y para elegir las plantas más adecuadas para obtener los mejores rendimientos de cosecha.
La reacción de un suelo hace referencia al grado de acidez o basicidad del mismo y generalmente se expresa por medio de un valor de pH del sistema suelo-agua. El pH es la medida de la concentración de iones de hidrógeno [H+]. Según este valor, un suelo puede ser ácido, neutro o alcalino.
Las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo están influenciadas por la acidez o basicidad del medio, que a su vez condicionan el uso agronómico del suelo. Así, la mayoría de las plantas prefieren rangos de pH de 5.5 a 7.5, pero algunas especies prefieren suelos ácidos o alcalinos. Sin embargo, cada planta necesita un rango específico de pH, en el que poder expresar mejor su potencialidad de crecimiento.
Del pH también dependen los procesos de humificación. En función del pH se producen distintos tipos de materia orgánica del suelo y propiedades que influyen directamente sobre el crecimiento vegetal como el movimiento y disponibilidad de los nutrientes o los procesos de intercambio catiónico.
El pH influye sobre la movilidad de los diferentes elementos del suelo: en unos casos disminuirá la solubilidad, con lo que las plantas no podrán absorberlos; en otros el aumento de la solubilidad debida al pH, hará que para determinados elementos sea máxima (por ejemplo, cuando hay mucha acidez se solubiliza enormemente el aluminio pudiendo alcanzarse niveles tóxicos).
Cada planta necesita elementos en diferentes cantidades y esta es la razón por la que cada planta requiere un rango particular de pH para optimizar su crecimiento. Por ejemplo, el hierro, el cobre y el manganeso no son solubles en un medio alcalino. Esto significa que las plantas que necesiten estos elementos deberían teóricamente estar en un tipo de suelo ácido. El nitrógeno, el fósforo, el potasio y el azufre, por otro lado, están disponibles en un rango de pH cercano a la neutralidad.
Cada planta necesita elementos en diferentes cantidades y esta es la razón por la que cada planta requiere un rango particular de pH para optimizar su crecimiento. Por ejemplo, el hierro, el cobre y el manganeso no son solubles en un medio alcalino. Esto significa que las plantas que necesiten estos elementos deberían teóricamente estar en un tipo de suelo ácido. El nitrógeno, el fósforo, el potasio y el azufre, por otro lado, están disponibles en un rango de pH cercano a la neutralidad.
Los siguientes son Valores de pH apropiados, según cultivos:
Intervalo de pH
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Intervalo de pH
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Intervalo de pH
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Cultivo
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Mín.
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Máx.
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Cultivo
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Mín.
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Máx.
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Cultivo
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Mín.
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Máx.
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Acelga | 6 | 7.5 | Col de Bruselas | 5.7 | 7.3 | Nogal | 6 | 8 |
Agrios | 6 | 7.5 | Coliflor | 6 | 7.3 | Olivo | 6 | 8 |
Alfalfa | 6.2 | 7.8 | Colza | 6 | 7.5 | Patata | 4.8 | 6.5 |
Algodón | 5 | 6 | Dactilo | 5.5 | 7.2 | Pepino | 5.7 | 7.3 |
Agrostis | 5 | 6 | Escarola | 5.6 | 6.7 | Peral | 5.6 | 7.2 |
Almendro | 6 | 7 | Espárrago | 6.2 | 7.7 | Pimiento | 7 | 8.5 |
Apio | 6.1 | 7.4 | Espinaca | 6.2 | 7.6 | Pino | 5 | 6 |
Arroz | 5 | 6.5 | Festuca ovina | 4.5 | 6 | Plátano | 6 | 7.5 |
Avellano | 6 | 7 | Festuca pratense | 4.5 | 7 | Poa pratense | 5.5 | 7.5 |
Avena | 5 | 7.5 | Fleo | 5.5 | 8 | Rábano | 6 | 7.5 |
Ballico | 6 | 7 | Girasol | 6 | 7.5 | Remolacha | 6.1 | 7.4 |
Berenjena | 5.4 | 6 | Guisante | 6 | 7.5 | Soja | 6 | 7 |
Boniato | 5.1 | 6 | Judía | 5.6 | 7 | Tabaco | 5.5 | 7.5 |
Brócoli | 6 | 7.3 | Lechuga | 5.5 | 7 | Tomate | 5.5 | 7 |
Cacahuete | 5.3 | 6.6 | Lino | 5 | 7 | Trébol blanco | 5.6 | 7 |
Calabaza | 5.6 | 5.7 Info | Maíz | 5.5 | 7.5 | Trébol híbrido | 5.5 | 7 |
Caña de azúcar | 6 | 8 | Manzano | 5.4 | 6.8 | Trébol rojo | 5.5 | 7.5 |
Castaño | 5 | 6.5 | Melitoto | 6.5 | 7.5 | Trébol violeta | 5.7 | 7.6 |
Cebada | 6.5 | 8 | Melón | 5.7 | 7.3 | Trigo | 5.5 | 7.5 |
Cebolla | 6 | 7 | Melocotonero | 5.2 | 6.8 | Veza | 5.2 | 7 |
Centeno | 5 | 7 | Membrillero | 5.7 | 7.2 | Vid | 5.4 | 6.8 |
Col | 5.5 | 7.5 | Nabo | 5.5 | 6.8 | Zanahoria | 5.7 | 7 |
Fuente del cuadro. Infoagro.com
La génesis del suelo se ve influenciada por la acidez o alcalinidad de su solución. Al aumentar la acidez del suelo, la flora bacteriana se ve desplazada por el predominio de hongos, con lo que la nitrificación y otros procesos dependientes de la actividad bacteriana se verán afectados. Por tanto, en condiciones de fuerte acidez, la fijación del nitrógeno y la mineralización de residuos vegetales se reduce. Las plantas absorben los nutrientes disueltos en el agua del suelo y la solubilidad de los nutrientes depende en gran medida del valor de pH.
Caracterizar con exactitud la reacción del suelo tiene como principal objetivo diagnosticar las condiciones que rigen en los procesos edafogenéticos, en la translocación de elementos, en la disponibilidad de nutrientes, en cuanto a los problemas de toxicidad, en la actividad biológica, etc.
La medida del pH del suelo en agua es una determinación sencilla, pero de gran valor, pues sirve como criterio para decidir la necesidad de otros análisis y las técnicas a utilizar. Sin embargo, también se puede medir el pH en KCl que, junto con el pH en agua, da una idea del grado de saturación del complejo de cambio; el pH en NaF es útil para detectar la presencia de compuestos amorfos en posibles horizontes espódicos o en andosoles.
- Gestión del suelo en relación con los valores de pH.
Como se observa, la elección del cultivo depende del valor del pH del suelo, por ello se recomienda elegir cultivos que estén indicados para el rango analizado.
- Gestión de suelos ácidos.
Hay varios factores que influyen sobre la acidez de los suelos. El calcio, el magnesio y el potasio, se eliminan del suelo a través de la erosión, la lixiviación y la recolección del cultivo, incrementándose la acidez de los suelos. Además, la utilización de fertilizantes acidificantes incrementa los niveles de acidez de los suelos. Por ejemplo, la conversión de los fertilizantes amónicos a nitratos ocasiona la formación de suelos ácidos.
Por ello, es importante emplear fertilizantes que no aumenten la acidez (urea, nitrato de calcio, nitrato de amonio y superfosfato) o reduzca la alcalinidad (sulfato de amonio). Sin embargo, el pH del suelo puede ajustarse mediante la aplicación de enmiendas. En suelos ácidos se pueden emplear sustancias correctoras como cal, dolomítica, piedra caliza y marga, según la naturaleza del suelo, que tienen la capacidad de neutralizar los ácidos del suelo.
Cantidad (g/ha) de compuesto puro necesaria para aumentar 1 unidad el pH | |||
Material | Suelo | ||
Arcilloso | Vegetal | Arenoso | |
Óxido cálcico (cal caústica o viva) (CaO) | 30-50 | 20-30 | 10-20 |
Hidróxido cálcico (hidratado o cal muerta) Ca(OH)2 | 39-66 | 26-39 | 13-26 |
Roca caliza dolomítica CaMg (CO3)2 | 49-82 | 33-49 | 16-33 |
Roca caliza calcítica CaCO3 | 54-90 | 36-54 | 18-36 |
Fuente de cuadro: Infoagro.com
El material calizo más común y económico que se encuentra disponible es la roca caliza agrícola. Las rocas calizas que contienen tanto calcio como magnesio de denominan rocas dolomíticas y las rocas que contienen únicamente calcio se denominan calcíticas. Cuando los suelos son ácidos y los niveles de magnesio son bajos, conviene incorporar roca caliza dolomítica, para así, incrementar tanto el pH como los niveles de magnesio.
Por tanto, la cal incorporada al suelo tiene cinco funciones:
1) Neutraliza el suelo. La mayoría de las plantas no se desarrollan correctamente en suelos ácidos.
2) Intensifica la disponibilidad de los nutrientes para las plantas.
3) Incrementa la efectividad del nitrógeno, del fósforo y del potasio incorporados.
4) Incrementa la actividad de los microorganismos, incluyendo los responsables de la fijación del N en las leguminosas y de la descomposición de la materia orgánica.
5) Intensifica el crecimiento de la planta y por tanto el rendimiento productivo del cultivo.
- Gestión de suelos básicos.
Los niveles altos de pH en los suelos pueden depender de diferentes elementos, por lo que hay diversos métodos para su corrección.
En suelos ricos en piedra caliza se recomienda añadir sustancias orgánicas y en los suelos alcalino-salinos la alcalinidad se debe a la presencia de sales, en particular a una alta concentración de sodio.
Si la alcalinidad está causada por sodio, se recomienda añadir sustancias como el yeso (sulfato de calcio), sulfuro u otros sulfúricos.
Cantidades que dan el mismo resultado que 100 Kg de yeso.
| |
Compuesto puro | Cantidad (Kg) |
Cloruro de calcio: CaCl · 2 H2O | 85 |
Ácido sulfúrico: H2SO4 | 57 |
Sulfuro: S | 19 |
Sulfato de Hierro: Fe2(SO4)3 · 7 H2O | 162 |
Sulfato de Aluminio: Al2(SO4)3 | 129 |
- La Capacidad de Intercambio Catiónico (CIC).
Es una medida de cantidad de cargas negativas presentes en las superficies de los minerales y componentes orgánicos del suelo (arcilla, materia orgánica o sustancias húmicas) y representa la cantidad de cationes que las superficies pueden retener (Ca, Mg, Na, K, NH4 etc.). Estos serán intercambiados por otros cationes o iones de hidrógeno presentes en la solución del suelo y liberados por las raíces. El nivel de CIC indica la habilidad de suelos a retener cationes, disponibilidad y cantidad de nutrientes a la planta, su pH potencial entre otras. Un suelo con bajo CIC indica baja habilidad de retener nutrientes, arenoso o pobre en materia orgánica. La unidad de medición de CIC es en centimoles de carga por kg de suelo cmolc/kg o meq/ 100g de suelo.
- El pH del suelo
El pH (potencial de hidrógeno) determina el grado de adsorción de iones (H+) por las partículas del suelo e indica si un suelo está acido o alcalino. Es el indicador principal en la disponibilidad de nutrientes para las plantas, influyendo en la solubilidad, movilidad, disponibilidad y de otros constituyentes y contaminantes inorgánicos presentes en el suelo. El valor del pH en el suelo oscila entre 3,5 (muy ácido) a 9,5 (muy alcalino).Los suelos muy ácidos (<5 alcalinos="" aluminio="" cantidades="" de="" elevadas="" los="" manganeso.="" muy="" presentar="" suelos="" t="" tienden="" xicas="" y="">8,5) tienden a dispersarse.La actividad de los organismos del suelo es inhibida en suelos muy ácidos y para los cultivos agrícolas el valor del pH ideal se encuentra en 6,5. 5>
- Porcentaje de Saturación de Bases
En el suelo se encuentran los cationes ácidos (hidrógeno y aluminio) y los cationes básicos (calcio, magnesio, potasio y sodio). La fracción de los cationes básicos que ocupan posiciones en los coloides del suelo de refiere al porcentaje de saturación de bases. Cuando el pH del suelo indica 7 (estado neutral) su saturación de bases llega a un 100 por ciento y significa que no se encuentran iones de hidrógeno en los coloides. La saturación de bases se relaciona con el pH del suelo. Se utiliza únicamente para calcular la cantidad de limo requerida en un suelo ácido para neutralizarlo.
- Los Nutrientes de las plantas
La cantidad de nutrientes presente en el suelo determina su potencial para alimentar organismos vivos. Los 16 nutrientes esenciales para el desarrollo y crecimiento de las plantas se suelen clasificar entre macro y micro nutrientes dependiendo de su requerimiento para el desarrollo de las plantas. Los macronutrientes se requieren en grandes cantidades e incluyen Carbono(C), Hidrógeno (H), Nitrógeno(N), Fósforo (P), Potasio (K), Calcio (Ca), Magnesio (Mg), Azufre(S). Los micronutrientes por otro lado se requieren en pequeñas, su insuficiencia puede dar lugar a carencia y su exceso a toxicidad, se refieren a Hierro (Fe), Zinc (Zn), Manganeso (Mn), Boro (B), Cobre (Cu), Molibdeno (Mo), Cloro (Cl).
- Carbono orgánico del suelo
La vegetación fija el carbono de la atmósfera por fotosíntesis transportándolo a materia viva y muerta de las plantas. Los organismos del suelo descomponen esta materia transformándola a Materia Orgánica del Suelo (MOS). El carbono se libera de la biomasa para la MOS, en organismos vivos por un cierto tiempo o se vuelve a emitir para la atmósfera por respiración de los organismos (organismos del suelo y raíces) en forma de dióxido carbono, CO2, o metano CH4, en condiciones de encharcamiento en el suelo.
La MOS se encuentra en diferentes grados de descomposición y se distingue en distintas fracciones como lábiles (compuestas de hidratos de carbono, ligninas, proteínas, taninos, ácidos grasos) o fracciones húmicas (ácidos fúlvicos, ácidos húmicos y huminas).Las fracciones lábiles resultan más rápidas en digerir para los microorganismos resultando en respiración de carbono y plazo de permanencia más corto en el suelo. Las fracciones húmicas se encapsulan en los agregados del suelo y son más difíciles para acceder. Además, su composición es más estable con químicos más complejos de descomponer y permanecen por periodos muy largos en el suelo.
El Carbono Orgánico del Suelo (COS) mejora las propiedades físicas del suelo, aumenta la Capacidad de Intercambio Catiónico, la retención de humedad y contribuye con estabilidad de suelos arcillosos al ayudar a aglutinar las partículas para formar agregados. La MOS está compuesta en mayoría de carbono, tiene una capacidad de retener una gran proporción de nutrientes, cationes y oligoelementos esenciales para el crecimiento de las plantas. Gracias a la MOS la lixiviación de nutrientes se inhibe y es integral a los ácidos orgánicos que disponibiliza los minerales para las plantas y regulador del pH del suelo. Se reconoce globalmente que el tenor de carbono orgánico en el suelo sea un factor fundamental para la salud del suelo, forma parte fundamental del Ciclo de Carbono y tiene gran importancia en la mitigación a los efectos del cambio climático.
- El nitrógeno del suelo
Es uno de los elementos de mayor importancia para la nutrición de las plantas y más ampliamente distribuido en la naturaleza. Se asimila por las plantas en forma catiónica de amonio NH4+ o aniónica de nitrato NO3-. A pesar de su amplia distribución en la naturaleza se encuentra en forma inorgánica por lo que no se pueden asimilar directamente.
Además existen las formas gaseosas del N pero son muy pequeñas y difíciles de detectar como óxido nitroso (N2O),oxido nítrico (NO), dióxido de nitrógeno (NO2) , amoníaco (NH3) y nitrógeno molecular presente en la atmósfera del suelo (N2).
- La Salinización del suelo:
Se refiere a la acumulación de sales solubles en agua en el suelo. Las sales que se pueden encontrar en un nivel freático salino se transportan con el agua a la superficies del suelo mediante ascenso capilar y una vez que el agua se evapore se acumulan en la superficie del suelo. La salinización suele ocurrir con manejo de riego inapropiado sin tomar en consideración el drenaje e lixiviación de los sales por fuera de los suelos. Las sales también se pueden acumular naturalmente o por la intrusión de agua marina. La salinización elevada en el suelo lleva a la degradación de los suelos y la vegetación. Las sales más comunes se encuentran en combinaciones de los cationes de sodio, calcio, de magnesio y de potasio con los aniones de cloro, sulfato y carbonatos.
- La alcalinización, o solicidad del suelo:
Se define como el exceso de sodio intercambiable en el suelo. A medida que su concentración incrementa en el suelo empieza a reemplazar otros cationes. Los suelos sódicos se frecuentan en regiones áridas y semiáridas y se encuentran muchas veces inestables con propiedades físicas y químicas muy pobres. Debido a ello el suelo se encuentra impermeable disminuyendo la infiltración, percolación, infiltración del agua por el suelo y por último el crecimiento de las plantas.
- Contenido de Carbonato de Calcio del Suelo:
El carbonato de calcio, CaCO3, es una sal poco soluble que se encuentra naturalmente en varias formas y en varios grados de concentración en el suelo. Su presencia juega un papel fundamental en la estructura del suelo si se encuentra en concentraciones moderadas. Se utiliza como enmienda para neutralizar el pH de suelos ácidos y para suministrar el nivel de Calcio (Ca) para la nutrición de las plantas. Sin embargo, puede resultar problemático si su concentración llega a exceder la capacidad de adsorción en el suelo formando complejos insolubles con otros elementos. Estos componentes son difíciles de asimilar por las plantas llevando a su acumulación. Cantidades excesivas de calcio puede por ello restringir la disponibilidad de fósforo, boro y hierro para las plantas.
- Contenido de Carbonato de Sodio en el Suelo:
En los suelos puede ocurrir la presencia de la acumulación secundária de yeso (CaSO4.2H2O) extendiéndose principalmente en regiones muy áridas o donde el lavabo del suelo esté restringido a causa de baja permeabilidad. Los suelos afectados por concentraciones elevadas de yeso se han desarrollado en gran mayoría en depósitos no consolidados aluviales, coluviales y eólicos de material meteorizado con alto contenido de bases. Existe una vaga vegetación natural que cubre los suelos con alto contenido de yeso, de hecho se encuentran apenas arbustos y árboles xerófilos y/o hierbas efímeras.
Bibliografía.
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Infoagro.com. (12 de 07 de 2017). https://infoagro.co. Obtenido de Composición química del suelo y su pH: https://infoagro.com/mexico/composicion-quimica-del-suelo-y-su-ph/
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