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INSTITUTO TECNOLOGICO DE ALTAMIRA ANTOLOGIA. MATERIA: EDAFOLOGIA. ELABORACION: PROF. M.C. ARNOLDO LONGORIA GARZA FECHA: 1 DE JULIO DEL 2013
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INSTITUTO TECNOLOGICO DE ALTAMIRA
ANTOLOGIA.
MATERIA: EDAFOLOGIA.
ELABORACION: PROF. M.C. ARNOLDO LONGORIA
GARZA
FECHA: 1 DE JULIO DEL 2013
A continuación se presentará la Antología de la materia de Edafología, esta se considerará de
apoyo para que el estudiante aborde el contenido temático de la materia. Esta antología está sujeta a
ediciones posteriores, incorporando nuevo material o modificándolo esta misma Antología, buscando la
actulización de la información y la adecuación académica para el estudiante.
Inicialmente se presentará la Planeación académica de la materia, enseguida se mostrará las
Rúbricas; a) Para la presentación de ensayos de investigación individuales; b) Para la presentación y
exposición de investigaciones por equipos y c) Para la entrega individual de reportes de prácticas de
Laboratorio.
Enseguida se registrará el material de apoyo para el estudiante, para el desarrollo temático de la
material, presentándolo para cada unidad respectivamente.
Se puede consultar información complementaria en la página personal de su servidor cuyo link es:
www.arnolongo.jimdo.com
INSTITUTO TECNOLÓGICO DE ALTAMIRA SUBDIRECCIÓN ACADÉMICA
DEPARTAMENTO INGENIERIAS
PLANEACION DEL CURSO Y AVANCE PROGRAMÁTICO DEL PERIODO ENERO/JUNIO 2013
MATERIA: _________ Edafología __AEF-1019______________ HT 3 HP 2 CR__5____ No. DE UNIDADES __6_____________
OBJETIVO DE LA MATERIA:
• Explicar el ciclo de las rocas desde el punto de vista de tectónica de placas y vulcanismo.
• Identificar los factores de formación del suelo, así como los procesos básicos de formación del mismo.
• Describir claramente un perfil de suelos, diferenciando los horizontes que lo conforman.
• Realizar muestreo de suelos de manera profesional con fines de fertilidad, salinidad y clasificación de suelos, según sea el caso.
• Aplicar los conceptos relacionados con la fase sólida, líquida y gaseosa del agua en el suelo y relacionarlos con el movimiento del agua y manejo del
suelo.
• Interpretar los análisis de suelo con fines de salinidad y de clasificación de suelos, desde el punto de vista agronómico.
• Identificar las propiedades físicas, químicas y microbiológicas de la materia orgánica y su uso con fines agronómicos.
• Caracterizar adecuadamente la erosión hídrica y eólica con el fin de revertir el daño aplicando técnicas de conservación, control y remediación del recurso
suelo.
• Tomar decisiones, con base en los elementos teóricos- prácticos adquiridos, que permitan mejorar el medio ambiente.
GRUPO: __ IA241 ___. CARRERA: Ingeniería en Agronomía . AULA: __L4 (Lu); C5 (Mi y Ju)__ HORARIO: Lu 14-16; Mi 12-13; Ju 10-12 hrs.
PROFESOR: ____M.C. Arnoldo Longoria Garza ____________________________________________________
Unidad Temática
Subtemas
Fechas (Periodo) Evaluación
Porcentaje de
aprobación
Firma del
Docente
Firma del Jefe
Académico
Observaciones
Progra
mado
Real
Progra
mada
Real
Unidad Temática
Subtemas
Fechas (Periodo) Evaluación
Porcentaje de
aprobación
Firma del
Docente
Firma del Jefe
Académico
Observaciones
Progra
mado
Real
Progra
mada
Real
1. Génesis del suelo.
1.1 Génesis del universo y del
sistema solar.
1.1.1 La Tierra y su interior.
1.1.2 Tectónica de placas,
pliegues, fallas y
terremotos.
1.2 Rocas y minerales.
1.2.1 Ciclo de las rocas.
1.2.2 Importancia agronómica
(aporte de
nutrimentos).
1.3 Factores formadores de
suelos.
1.3.1 Material parental.
1.3.2 Clima.
1.3.2.1 Intemperismo
mecánico y químico.
1.3.3 Relieve.
1.3.4 Organismos (actividad
biológica).
1.3.4.1 Intemperismo
mecánico y químico.
1.3.5 Tiempo.
1.4 Procesos básicos de
formación del suelo.
1.4.1 Meteorización física,
alteración,
28/01/
2013
al
11/02/
2013
11/02/
2013
Se elaborara un resumen por
escrito y exposición por
equipos donde se aborde la
génesis de rocas y minerales.
Así mismo se realizará una
clasificación de rocas y
minerales que se relacionen
directamente con la génesis
y fertilidad del suelo.
Se presentará un trabajo
individual sobre los
principales factores
formadores del suelo y su
influencia sobre la génesis de
suelo. Resolución individual
de cuestionario de la unidad.
Unidad Temática
Subtemas
Fechas (Periodo) Evaluación
Porcentaje de
aprobación
Firma del
Docente
Firma del Jefe
Académico
Observaciones
Progra
mado
Real
Progra
mada
Real
2. Morfología de
suelos.
2.1 Concepto de suelo, morfología de
suelo,
horizonte de suelo, horizonte de
diagnóstico y
perfil de suelo.
2.2 Nomenclatura para horizontes de
suelo.
2.3 Descripción del perfil del suelo.
2.4 Caracterización del suelo.
2.4.1 Muestreo para determinar la
fertilidad del
suelo.
2.4.2 Muestreo para determinar
salinidad y
sodicidad del suelo.
2.4.3 Muestreo con propósito de
clasificación de
suelo.
2.5 Clasificaciones taxonómicas.
2.5.1. Unidades de suelo propuesto por
la
FAO/UNESCO.
2.5.2. Clasificación del sistema
americano.
2.5.3. Nomenclatura regional de suelos.
2.5.4 Clasificaciones técnicas de suelos.
2.5.4.1 Capacidad de uso.
2.5.4.2 Aptitud de riego.
13/02/2013
al
4/03/2013
4/03/
2013
Se realizará un pozo
edafológico para que el
estudiante observe, identifique,
distinga en el perfil del suelo las
diferentes capas u horizontes
que lo conforman.
Se entregará individualmente
un reporte por escrito de la
descripción del perfil de suelo.
Se efectuará un reporte
escrito sobre los muestreos de
suelos que se efectúan para
evaluar los aspectos de
fertilidad, salinidad y/o
clasificación de suelos.
Resolución individual de
cuestionario de la unidad.
Se llevará a cabo una
exposición gráfica por
equipos y presentación de
resumen escrito sobre las
diversas clasificaciones
taxonómicas de suelo.
Unidad Temática
Subtemas
Fechas (Periodo) Evaluación
Porcentaje de
aprobación
Firma del
Docente
Firma del Jefe
Académico
Observaciones
Progra
mado
Real
Progra
mada
Real
3. Física de suelos.
3.1 El suelo como sistema
disperso.
3.1.1 Fase sólida.
3.1.1.1 Textura del suelo.
3.1.1.2 Densidad del suelo.
3.1.1.3 Estructura del suelo.
3.1.1.4 Consistencia del suelo.
3.2 Fase líquida.
3.2.1 Humedad del suelo.
3.2.2 Movimiento del agua en el
suelo.
3.2.3 Agua aprovechable.
3.2.4 Infiltración, percolación y
permeabilidad.
3.2.5 Medición de la humedad
en el suelo.
3.3 Aire del suelo.
3.4 Temperatura del suelo.
6/03/2013
al
21/03/2013
21/03/
2013
Se determinará por equipos la
influencia de las propiedades
físicas del suelo (textura,
densidad del suelo, estructura y
consistencia del suelo) sobre el
manejo de la fertilidad del
suelo.
Se identificará individualmente
el arreglo de los principales
componentes del suelo
(minerales, espacio poroso,
materiales orgánicos) presentes
en los suelos de Tamaulipas y
los relacionará el papel que
juegan en el desarrollo de
cultivos.
Se efectuará una investigación
individual sobre agua del suelo
(tipos de humedad,
movimiento, agua aprovechable
y medición de humedad en el
suelo). Resolución individual de
cuestionario de la unidad.
Unidad Temática
Subtemas
Fechas (Periodo) Evaluación
Porcentaje de
aprobación
Firma del
Docente
Firma del Jefe
Académico
Observaciones
Progra
mado
Real
Progra
mada
Real
4. Química de
suelos.
4.1 Sistema coloidal del suelo.
4.1.1 Tipos de arcilla.
4.1.2 Intercambio catiónico.
4.1.3 Intercambio aniónico.
4.1.4 Factores que influyen en
la capacidad de intercambio de
cationes.
4.1.5 Fijación de potasio y
amonio.
4.1.6 Aniones importantes para
las plantas.
4.1.7 Fijación de fósforo por los
suelos.
4.2 Capacidad amortiguadora
de los suelos.
4.3 Influencia del intercambio
iónico en la estructura del
suelo.
4.4 La reacción o pH del suelo.
4.4.1 Causas que modifican la
reacción del suelo.
4.4.2 La reacción (pH) del suelo
y el desarrollo de las plantas.
4.5 Salinidad y sodicidad del
suelo.
8/04/2013
al
29/04/2013
29/04/
2013
Realizará una investigación
individual sobre las propiedades
de las arcillas, respecto a la
capacidad de intercambio
catiónico y aniónico en los
suelos alcalinos como ácidos.
Resolución individual de
cuestionario de la unidad.
Determinará por equipos el
efecto de la disponibilidad de
nitrógeno, fósforo y potasio
para los cultivos y la fertilidad
de suelos de la región.
Unidad Temática
Subtemas
Fechas (Periodo) Evaluación
Porcentaje de
aprobación
Firma del
Docente
Firma del Jefe
Académico
Observaciones
Progra
mado
Real
Progra
mada
Real
5. Microbiología
de suelos.
5.1 Materia orgánica del suelo.
5.1.1 Funciones de la materia
orgánica.
5.1.2 Estiércoles.
5.1.3 Descomposición de la
materia orgánica.
5.1.4 Humus.
5.2 Clases de organismos
encontrados en el suelo.
5.2.1 Requerimientos de
nutrientes por los organismos
del suelo.
5.2.2 Distribución de los
microorganismos en el suelo.
5.3 Actividades de los
microorganismos del suelo
en relación con las plantas
superiores.
5.3.1 Cambios en la materia
orgánica del suelo.
5.3.2 Cambios en los
constituyentes inorgánicos
del suelo.
2/05/2013
al
20/05/2013
20/05/
2013
Elaborará individualmente un trabajo de revisión bibliográfica sobre las propiedades de la materia orgánica y análisis de la relación de este componente con la nutrición de cultivos. Resolución individual de cuestionario de la unidad.
Se determinará y clasificará por
equipos la influencia del tipo y
contenido de materia orgánica
del suelo, sobre la fertilidad de
suelos de la región.
Visita a empresa INIFAP. Campo
experimental sur de
Tamaulipas. Para consolidar el
conocimiento de los diversos
paquetes tecnológicos e
investigación edafológica
desarrollada por dicho
organismo para fomentar la
productividad agrícola en la
región. La fecha de visita
programada será el 24 de abril
del 2013.
Unidad Temática
Subtemas
Fechas (Periodo) Evaluación
Porcentaje de
aprobación
Firma del
Docente
Firma del Jefe
Académico
Observaciones
Progra
mado
Real
Progra
mada
Real
6. Conservación y
remediación de
suelos.
6.1 Agentes de la erosión del
suelo.
6.1.1 Limites aceptables de la
erosión.
6.1.2 Formas de erosión.
6.1.3 Fases en el proceso de
erosión.
6.2 Factores que provocan la
erosión hídrica.
6.3 Factores que provocan la
erosión eólica.
6.4 Técnicas y estructuras de
conservación de suelos.
6.4.1 Cortinas rompevientos.
6.4.2 Presas de gaviones,
mampostería, de control de
azolves.
6.5 Técnicas de remediación del
suelo.
6.5.1 Técnicas de remediación
de la estructura
del suelo.
6.5.2 Técnicas de remediación
de la composición química y
nutrientes del suelo.
6.5.3 Técnicas de remediación
de micro y macrofauna edáfica.
22/05/
2013
al
6/06/
2013
6/06/
2013
Se elaborará una exposición y
presentación de resumen por
equipos, de los efectos de la
erosión hídrica e eólica sobre la
fertilidad y conservación de
suelos.
Se entregará una investigación
individual referente a
adecuación de técnicas de
remediación de suelos para
restablecer la fertilidad
(mejorar las condiciones físico,
químicas y biológicas) de los
mismos. Resolución individual
de cuestionario de la unidad.
Unidad Temática
Subtemas
Fechas (Periodo) Evaluación
Porcentaje de
aprobación
Firma del
Docente
Firma del Jefe
Académico
Observaciones
Progra
mado
Real
Progra
mada
Real
Fecha de entrega de programación Periodo Programado para 1er, 2do y 3er. Seguimiento Periodo Programado de entrega de reporte
final
23 ENE./2013
(4 al 8 /03/2013)
(22 al 26 /04/2013)
(3 al 7 /06/2013)
(24 al 28 /06/2013)
Vo.Bo. del Jefe de Departamento de Ingenierías ____________________________
Ing. Olimpia D. Arellano Briones
RUBRICA. MATERIA EDAFOLOGIA. GRUPOS: IA241 Y IA242 INGENIERIA EN AGRONOMIA. SEGUNDO
SEMESTRE. INSTITUTO TECNOLOGICO DE ALTAMIRA.
PROFESOR.- ARNOLDO LONGORIA GARZA.
ACTIVIDAD.- PRESENTACION DE TEXTOS DE ENSAYOS INDIVIDUALES.
LUGAR.- SALON DE CLASE.
CONCEPTO ESPECIFICACION DE REQUERIMIENTOS. PUNTAJE MAXIMO
PUNTAJE REAL
LOGRADO
Discusión de información registrada del tema a tratar.
-- Postura de discusión de información recabada del tema a abordar. (25)
25
Consenso de conclusiones del tema abordado.
--- Resolución de conclusiones sobre el tema estudiado. (35)
35
Presentación del tema a abordar individual.
--- Entrega de reporte escrito del tema a tratar con una extensión de tres a cuatro páginas que incluirá a.- Título del tema, b.- Autor o autores, c.-Introducción, d.- Desarrollo del tema “en este apartado se incluirán la Literatura Revisada (en la cual se citarán autores: cuando menos un autor de artículos científicos y_o libros; cuando menos dos autores de fuentes de información académica-tecnológica, o datos obtenidos en Laboratorio o estudios de campo”), e.-Discusión, f.- Conclusiones, g.- Literatura Citada. En este último apartado como se mencionó en literatura revisada se incluirá como mínimo tres citas bibliográficas completas, referentes al tema a abordar, empleando artículos científicos y/o libros (al menos una cita); folletos y publicaciones tecnológicas (dos citas). Observar las recomendaciones en la guía de autores de la revista científica de Agrociencia en la página http://www.colpos.mx/agrocien/Guias/autores.pdf Esto para incluir citas en el texto de la Literatura Revisada como para su cita completa en el apartado de Literatura citada. (25) --- Guardar el siguiente formato para la presentación escrita.- Letra arial tamaño 11, márgenes a 2.5 cm, párrafo jusficado, incluir portada con logos del ITA, nombres completo del integrante, nombre del profesor, materia, título del tema a abordar. (10) --- Evitar registrar faltas ortográficas (menos de tres por página) en la presentación escrita. (5).
40
PUNTAJE (CALIFICACION) TOTAL 100
NOTA: EN LA COLUMNA DE REQUERIMIENTOS SE ESPECIFICA (EN PARENTESIS) EL PUNTAJE DETALLADO DE CADA ACTIVIDAD O ACCION.
RUBRICA. MATERIA EDAFOLOGIA. GRUPOS: IA241 Y IA242 INGENIERIA EN AGRONOMIA. SEGUNDO
SEMESTRE. INSTITUTO TECNOLOGICO DE ALTAMIRA.
PROFESOR.- ARNOLDO LONGORIA GARZA.
ACTIVIDAD.- PRESENTACION DE REPORTE ESCRITO Y EXPOSICION POR EQUIPO.
LUGAR.- SALON DE CLASE.
CONCEPTO ESPECIFICACION DE REQUERIMIENTOS. PUNTAJE MAXIMO
PUNTAJE REAL
LOGRADO
Orden e integración del equipo.
--- Mostrar atención en la exposición del tema. (2) --- Evitar usar celular y aparatos multimedia. (1) --- Comportarse responsablemente integrados (en tiempo y forma) en el equipo, pararse al frente, al momento de la exposición y la sesión de preguntas y respuestas. (3) --- Conformar un equipo de trabajo constituido por 5 integrantes como máximo. (2)
8
Defensa del tema a abordar.
--- Exponer, desarrollar y defender el tema frente al grupo con bases sustentadas en evidencias (citas de autores de artículos científicos, libros, fuente de información académica-tecnológica, datos obtenidos en Laboratorio o estudios de campo). (17) --- Resolución a preguntas formuladas por el profesor y alumnos. (10)
27
Impacto del tema expuesto.
--- Formulación de preguntas por parte del equipo expositor a la audiencia para corroborar el impacto del tema tratado. (10)
10
Debate y consenso de conclusiones.
-- Discusión o debate del tema y consenso de conclusiones. (15)
15
Presentación del tema a abordar por equipo.
--- Entrega de reporte escrito del tema a tratar con una extensión de tres a cuatro páginas que incluirá (a.- Título del tema, b.- Autor o autores, c.-Introducción, d.- Desarrollo del tema “en este apartado se incluirán la literatura Revisada”), e.-Discusión, f.- Conclusiones, g.- Literatura Citada. En este último apartado incluir como mínimo tres citas bibliográfica, referentes al tema a abordar, empleando artículos científicos y/o libros (al menos una cita); folletos y publicaciones tecnológicas (dos citas). (17) --- Guardar el siguiente formato para la presentación escrita.- Letra arial tamaño 11, márgenes a 2.5 cm, incluir portada con logos del ITA, nombres completos de integrantes del equipo, nombre del profesor, materia, título del tema a abordar. (5) --- Evitar registrar faltas ortográficas (menos de tres por página) en la presentación escrita. (3). --- Presentación de la exposición del tema a abordar en al menos 8 diapositivas hasta un máximo de 12 diapositivas en archivo electrónico de power point con formato de tipo de letra arial tamaño 20 parrafo
40
justificado, incluir como máximo 10 renglones en cada diapositiva con color contrastante con respecto al fondo de la diapositiva. En caso de cuadros colocar en cada diapositiva un tipo de letra arial tamaño 10, procurar que estos cuadros y figuras sean legibles para la audiencia. (15)
PUNTAJE (CALIFICACION) TOTAL 100
NOTA: EN LA COLUMNA DE REQUERIMIENTOS SE ESPECIFICA (EN PARENTESIS) EL PUNTAJE DETALLADO DE CADA
ACTIVIDAD O ACCION.
RUBRICA. MATERIA EDAFOLOGIA. GRUPOS: IA241 Y IA242 INGENIERIA EN AGRONOMIA. SEGUNDO
SEMESTRE. INSTITUTO TECNOLOGICO DE ALTAMIRA.
PROFESOR.- ARNOLDO LONGORIA GARZA.
ACTIVIDAD.- ELABORACION Y PRESENTACION INDIVIDUAL DE PRACTICAS DE LABORATORIO.
LUGAR.- LABORORIO MULTIDISCPLINARIO.
CONCEPTO ESPECIFICACION DE REQUERIMIENTOS. PUNTAJE MAXIMO
PUNTAJE REAL
LOGRADO
SEGURIDAD EN LABORATORIO.
--- Traer bata de Laboratorio. (3) --- Usar zapato cerrado. (2) --- Emplear mascarilla antigases. (4) --- Utilizar campana extractora de gases. (3) --- Usar la perilla de seguridad. (4) --- Manejar adecuadamente el material de medición de vidrio (pipetas, probetas, buretas, matraces, vasos de precipitado. (3) --- No consumir alimentos. (1)
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Orden. --- Atención a indicaciones de la práctica. (2) --- Evitar usar celular y aparatos multimedia. (1) --- Permanecer en la mesa de trabajo asignada al equipo. (3) --- Sustraerse de realizar actividades ajenas a la práctica. (2) --- Comportarse con responsabilidad. (3) --- Solicitar el material y equipo faltante en el área de almacén de Laboratorio. (2) --- Regrersar limpio y seco el material y equipo empleado en la práctica, colocándolo en su lugar respectivo del Laboratorio y Almacén. (2)
15
Trabajo en equipo. --- Conformar un equipo de trabajo constituido por 5 integrantes como máximo. (2) --- Organización del equipo para la operación (medición, obtención de resultados analíticos, limpieza) de la práctica. (5) --- Presentación de resultados analíticos al profesor. (8)
15
Registro y comprensión de los apartados de introducción, antecedentes y/o fundamentos, objetivos y metodología.
--- Corroborar la comprensión del contenido de la práctica, por el equipo y en lo individual. Antes de iniciar la práctica. (7) --- Participación sobre la relación que guarda la determinación de materia orgánica del suelo en la Agroecología. (5) --- Registro por equipo, en libreta de Laboratorio Multidisciplinario, referente a los resultados
15
analíticos obtenidos de suelos agrícolas. (3)
Discusión de los resultados analíticos y formulación de diagnóstico de la fertilidad del suelo.
-- Presentación individual de la discusión de resultados analíticos. (10) --- Formulación individual de un Diagnóstico de la fertilidad de suelos (según NORMA Oficial Mexicana NOM-021-RECNAT-2001) con apoyo a los datos analíticos obtenidos en laboratorio. (15)
25
Presentación de la práctica en forma individual, con los mismos apartados de un artículo científico.
--- Título, autor, Introducción, Objetivos, Literatura Revisada, Metodología, Resultados y Discusión, Conclusiones, Recomendaciones y Literatura Citada. En este último apartado incluir como mínimo tres citas bibliográfica, referentes al tema de la práctica, empleando artículos científicos y/o libros (al menos una cita); folletos y publicaciones tecnológicas (dos citas). (6) --- Guardar el siguiente formato para la presentación.- Letra arial tamaño 11, márgenes a 2.5 cm, incluir portada con logos del ITA, con nombre del alumno, nombre del profesor, materia, numero de reporte de laboratorio. Título de la práctica. (1) --- Evitar registrar faltas ortográficas (menos de tres por página) en la presentación escrita. (3)
10
PUNTAJE (CALIFICACION) TOTAL 100
NOTA: EN LA COLUMNA DE REQUERIMIENTOS SE ESPECIFICA (EN PARENTESIS) EL PUNTAJE DETALLADO DE CADA
ACTIVIDAD O ACCION.
UNIDAD 1. GENESIS DEL SUELO.
VULCANISMO.
Vulcanismo, fenómeno que consiste en la salida desde el interior de la Tierra hacia el exterior de rocas
fundidas o magma, acompañada de emisión a la atmósfera de gases. El estudio de estos fenómenos y de las estructuras, depósitos y formas que crea es el objeto de la vulcanología.
El magma y los gases rompen las zonas más débiles de la corteza externa de la Tierra o litosfera para llegar a la superficie. Estas debilidades se encuentran sobre todo a lo largo de los límites entre placas tectónicas, que es donde se concentra la mayor parte del vulcanismo. Cuando el magma y los gases alcanzan la superficie a través de las chimeneas o fisuras de la corteza, forman estructuras geológicas llamadas volcanes, de los que hay varios tipos. La imagen clásica del volcán, ejemplificada por el monte Fuji Yama de Japón o por el monte Mayon de Filipinas, es una estructura cónica con un orificio (cráter) por el que emiten (si está activo) cenizas, vapor, gases, roca fundida y fragmentos sólidos, con frecuencia de manera explosiva. Pero en realidad, esta clase de volcanes, aunque no son infrecuentes, supone menos del 1% de toda la actividad volcánica terrestre.
Al menos el 80% del vulcanismo se concentra en las largas fisuras verticales de la corteza terrestre. Este vulcanismo de fisura ocurre sobre todo en los bordes constructivos de las placas en que está dividida la litosfera. Tales bordes constructivos están marcados por cadenas montañosas oceánicas (dorsales oceánicas) en las que se crea continuamente nueva corteza a medida que las placas se separan. De hecho, es el magma ascendente enfriado producido por el vulcanismo de fisura el que forma el nuevo fondo oceánico. Por tanto, la mayor parte de
la actividad volcánica permanece oculta bajo los mares.
TECTONICA DE PLACAS.
Durante miles de millones de años se ha ido sucediendo un lento pero continuo desplazamiento de las placas que forman la corteza del planeta Tierra, originando la llamana "tectónica de placas", una teoría que complementa y explica la deriva continental. Los continentes se unen entre sí o se fragmentan, los océanos se abren, se levantan montañas, se modifica el clima, influyendo todo esto, de forma muy importante en la evolución y desarrollo de los seres vivos. Se crea nueva corteza en los fondos marinos, se destruye corteza en la trincheras oceánicas y se producen colisiones entre continentes que modifican el relieve.
Las bases de la teoría
Según la teoría de la tectónica de placas, la corteza terrestre está compuesta al menos por una docena de placas rígidas que se mueven a su aire. Estos bloques descansan sobre una capa de roca caliente y flexible, llamada astenosfera, que fluye lentamente a modo de alquitrán caliente. Los geólogos todavía no han determinado con exactitud como interactúan estas dos capas, pero las teorías más vanguardistas afirman que el movimiento del material espeso y fundido de la astenosfera fuerza a las placas superiores a moverse, hundirse o levantarse. El concepto básico de la teoría de la tectónica de placas es simple: el calor asciende. El aire caliente asciende por encima del aire frío y las corrientes de agua
caliente flotan por encima de las de agua fría. El mismo principio se aplica a las rocas calientes que están bajo la superficie terrestre: el material fundido de la astenosfera, o magma, sube hacia arriba, mientras que la materia fría y endurecida se hunde cada vez más hacia al fondo, dentro del manto. La roca que se hunde finalmente alcanza las elevadas temperaturas de la astenosfera inferior, se calienta y comienza a ascender otra vez.
Este movimiento continuo y, en cierta forma circular, se denomina convección. En los bordes de la placa divergente y en las zonas calientes de la litosfera sólida, el material fundido fluye hacia la superficie, formando una nueva corteza.
SISMOS – TERREMOTOS.
Sismo o Terremoto, temblores producidos en la corteza terrestre como consecuencia de la liberación repentina de energía en el interior de la Tierra. Esta energía se transmite a la superficie en forma de ondas sísmicas que se propagan en todas las direcciones. El punto en que se origina el terremoto se llama foco o hipocentro; este punto se puede situar a un máximo de unos 700 km hacia el interior terrestre. El epicentro es el punto de la superficie terrestre más próximo al foco del terremoto.
Los terremotos se producen cuando la corteza de la Tierra se desplaza repentinamente a lo largo de una
falla. La roca sometida a una gran presión se rompe y libera energía en forma de ondas sísmicas. La mayoría de los terremotos son de tan baja magnitud que los seres humanos no los detectan. Las vibraciones generadas por los terremotos de gran magnitud son catastróficamente destructivas, y arrasan ciudades enteras en cuestión de segundos.
Los científicos distinguen tres grandes tipos de terremotos: tectónicos, volcánicos y los provocados por
actividades humanas. El primer grupo es el más devastador, y además presenta especiales dificultades para los científicos a la hora de intentar desarrollar métodos de predicción.
De acuerdo con la teoría de la tectónica de placas, el origen de los seísmos tectónicos está en las
presiones generadas por los movimientos de las 17 placas que forman la corteza de la Tierra. La mayoría de los seísmos tectónicos se registran en los bordes de estas placas, en áreas donde existe una zona de subducción o una falla de transformación.
Los sismos que se originan en una zona de subducción representan casi la mitad de los movimientos
sísmicos a escala mundial y tres cuartas partes de la energía sísmica de la Tierra. Estos seísmos se localizan alrededor del Cinturón de Fuego del Pacífico, una zona estrecha con una longitud de unos 38.600 km, que coincide con los márgenes del Océano Pacífico. La ruptura de la corteza, en este tipo de seísmo, tiene su foco en zonas muy profundas bajo la superficie de la Tierra, pudiendo alcanzar los 645 km de profundidad.
Los terremotos de origen tectónico fuera del Cinturón de Fuego se localizan a lo largo de zonas de contacto entre placas en numerosos puntos de la Tierra. En las dorsales centro-oceánicas se producen numerosos movimientos de intensidad moderada que ocurren a profundidades relativamente escasas. Los seres humanos rara vez perciben estos sismos. Estos terremotos representan sólo un 5% de la energía sísmica de la Tierra, pero los instrumentos de precisión de la red mundial de estaciones sismológicas los registran a diario.
Otra zona de riesgo para los seísmos de origen tectónico es una franja que se extiende desde el Mar Mediterráneo y el Mar Caspio hasta la cordillera del Himalaya, terminando en el Golfo de Bengala. En este área se libera un 15% de la energía sísmica de la Tierra, masas de tierra continentales sobre las placas eurasiática, africana e indo-australiana entran en colisión y originan por convergencia altas cadenas de montañas jóvenes. Los seísmos resultantes, con focos situados a profundidades escasas o intermedias, han devastado zonas de Portugal, Argelia, Marruecos, Italia, Grecia, Irán, India, E.R.Y. de Macedonia, Turquía, así como otros países situados total o parcialmente en la Península de los Balcanes.
Otro tipo de sismo de origen tectónico incluye aquellos terremotos poco frecuentes pero de gran
intensidad que se producen en zonas muy alejadas de otras áreas de actividad tectónica. Los mejores ejemplos de la llamada sismicidad intraplacas son tres temblores masivos que sacudieron la región central de los Estados Unidos en las proximidades de New Madrid, en el estado de Missouri, en los años 1811 y 1812. Estos temblores tuvieron la magnitud suficiente como para hacerse sentir a una distancia de 1.600 km, y los movimientos que ocasionaron desviaron el Mississippi. Los geólogos creen que los terremotos de Nuevo Madrid son un síntoma de fuerzas que están desgarrando la corteza de la Tierra, en este caso actuando sobre fallas antiguas, fuerzas como las que crearon el Rift Valley en África.
Los terremotos de origen volcánico pocas veces alcanzan grandes magnitudes. Su interés radica
principalmente en que anuncian erupciones volcánicas inminentes, como ocurrió durante las semanas previas a la erupción del Mount St. Helens en el noroeste de los Estados Unidos en 1980. Tales seísmos tienen su origen en la ascensión de magma que rellena las cámaras bajo el volcán. Al hincharse las laderas y la cumbre del volcán, una sucesión de pequeños terremotos anuncia la ruptura de las rocas sometidas a una gran presión. En la isla de Hawai, los sismógrafos registran hasta 1.000 pequeños temblores al día antes de producirse una erupción.
Los seres humanos pueden causar o incrementar la aparición de terremotos mediante ciertas actividades como añadir una mayor carga de agua a un embalse, realizar pruebas nucleares subterráneas, o el enterramiento de desechos líquidos en pozos profundos. Por ejemplo, en los Estados Unidos, la ciudad de Denver, en el estado de Colorado, empezó a experimentar terremotos por primera vez en su historia en 1962. Los temblores coincidieron con el enterramiento de desechos líquidos en pozos profundos en un arsenal al este de la ciudad. Después de que las autoridades abandonaran esta práctica, los terremotos continuaron durante cierto tiempo para luego dejar de producirse.
ROCAS Y MINERALES
El suelo se encuentra sobre la corteza terrestre, esta corteza ocupa
aproximadamente los 40 km superiores de la tierra. La corteza a su vez cubre al manto
(tiene un espesor de 2900 km) constituido por material pétreo y plástico. A su vez el
manto cubre al núcleo exterior y este último cubre finalmente al núcleo interior (la
distancia desde el suelo hasta el centro del núcleo interior es de 6450 km, por tanto esta
distancia corresponde a el radio de la tierra.
La corteza terrestre se forma por los movimientos, distorsión, ruptura y dislocación
de las rocas; por la actividad ígnea que genera y mueve materiales en fusión y
redistribuye fragmentos desintegrados de rocas corticales.
Se cree que el calor generado en el manto es el causante de la movilización de la
corteza y la conformación de los continentes. El calor presente en la actividad ígnea se
produce por la radioactividad y fricción entre bloques corticales en movimiento en el
manto, lo cual provoca que algunas rocas de la corteza se fundan, ayudando a conservar
el manto parcialmente fluido. El peso de la corteza, comprime a los materiales fundidos y
provocan que suban por grietas o fracturas corticales. Parte de estos materiales se
enfrían y solidifican en las grietas, otros salen a la superficie como erupciones
volcánicas. Estos materiales calientes y fluídos son conocidos como magma cuando se
ubican por debajo de la superficie y se denominan lava (cuando sobre salen a la
superficie terrestre) durante y después de las erupciones.
Los materiales rocosos se pueden forman por un proceso de depositación llamado
agradación. El otro proceso formador de rocas se denomina degradación en el cual se
destruye y remueve a los materiales rocosos. Dentro de esta dinámica se origina la
corteza terrestre y se forman las rocas y minerales.
Las rocas son mezclas de minerales consolidados por un proceso natural.
Los minerales son compuestos inorgánicos que tienen una composición y
propiedades físicas más o menos definidas.
De los 92 elementos químicos que se conoce de su existencia en la corteza
terrestre, se puede determinar que la combinación de estos genera hasta 2000 minerales
en la corteza. Sin embargo, pocos son los elementos y los minerales importantes en la
formación de los suelos.
Los principales elementos que constituyen a la corteza terrestre son el oxígeno “O”
(46.6 %); sílice “Si” (27.7 %); aluminio “Al” (8.1 %); hierro “Fe” (5 %); calcio “Ca” (3.6 %);
sodio “Na” (2.8 %); potasio “K” (2.6 %) y magnesio “Mg” (2.1 %).
ROCAS.
El término material parental se usa para designar a las rocas a partir de las cuales
se originan los suelos.
Las rocas pueden dividirse en tres grandes clases de acuerdo a su geo-historia y
modo de formación, como sigue:
1) Rocas Igneas (formadas por magma solidificado). 2) Rocas Sedimentarias (formadas por sedimentos consolidados y no
consolidsados). 3) Rocas Metamórficas (se producen por la transformación de rocas ígneas o
sedimentarias).
A nivel mundial las rocas dominantes son las Igneas y en México predominan las
sedimentarias.
Cuadro.- Extensión territorial aproximada de las rocas sedimentarias, ígneas y
metamórficas en México (Ortiz, 1982).
CLASE EXTENSION TERRITORIAL (%)
Rocas sedimentarias. 64
Rocas ígneas. 32
Rocas metamórficas. 4
Descripción y denominación de las rocas.
LAS ROCAS IGNEAS.- Se forman por la solidificación, ya sea, de un magma dentro
de la corteza terrestre (intrusivas) o de una lava sobre la corteza terrestre (extrusivas).
Las rocas ígneas intrusitas son generalmente pesadas y duras y las extrusivas
pueden ser desde pesadas y duras hasta ligeras y fragmentadas o pulverulentas, las
rocas ígneas se localizan donde la corteza terrestre se ha fracturado.
LAS ROCAS SEDIMENTARIAS.- Constituyen las capas superiores de la corteza
terrestre, que es donde ocurre su meteorización (intemperismo), erosión y
depositación. Estas rocas pueden encontrarse casi en cualquier lugar y están
formadas por:
1) Materiales Sueltos, constituidos por partículas minerales depositadas en la superficie o en el agua y posteriormente compactadas y cementadas, también son conocidas como rocas clásticas.
2) Compuestos Precipitados cristalinos provenientes del agua de mar.
Las rocas sedimentarias se presentan usualmente en capas o estratos.
LAS ROCAS METAMORFICAS.- Son rocas ígneas o sedimentarias que han sufrido
una transformación (metamorfismo) por el calor interno, presión y penetración de
fluídos, sin llegar a fundirse. Se forman en lo profundo de la corteza, especialmente
en zonas donde se desarrollan montañas y posteriormente quedan expuestas por la
erosión. La mayoría son duras y a excepción del mármol, son químicamente
resistentes.
Cada clase de roca se divide en tipos específicos como se muestra a continuación:
Cada tipo de de roca está constituído por diversos minerales:
También existe información sobre la composición mineralógica de las rocas según
Clarke (1924), quién trabajó con rocas ígneas y Jeffries (1947) que trabajó con rocas con
rocas sedimentarias, sus resultados de investigación se muestran a continuación,
(cuadro 3.6).
Comber (1960) cuantificó en porcentaje la composición elemental de rocas ígneas y suelos formados a
partir de ellas (cuadro 3.7).
Nótese que durante la formación del suelo (de roca a suelo), se provoca una disminución de los
macronutrimentos fósforo (P), potasio (K), calcio (Ca) y magnesio (Mg) y una aumento de micronutrimentos hierro
(Fe) y manganeso (Mn) en el caso de basalto.
####
MINERALES.
Se conocen actualmente más de 3.000 especies de minerales.
Cada mineral principalmente se caracteriza particularmente por presentar una composición
química, una estructura cristalina y propiedades físicas definidas, lo cual hace que se diferencien los
diferentes grupos de minerales.
Las principales características que distinguen a los minerales son: su composición química, el
tipo de cristal, la dureza y la apariencia (color, brillo y opacidad). En general los minerales son
sustancias sólidas, siendo los únicos líquidos el mercurio y el agua.
Los minerales habitualmente se encuentran en corteza terrestre. Sólo unos cuantos minerales
integran a la mayoría de las rocas.
Los minerales de acuerdo a su origen, se clasifican en primarios y secundarios. Los minerales primarios se forman a partir del enfriamiento y solidificación del material magmático y los minerales secundarios provienen del intemperismo químico de los minerales primarios menos resistentes. En la figura 3.3 se ilustra la estabilidad relativa al intemperismo de minerales primarios.
Una descripción de los principales minerales se reporta a continuación:
A) MINERALES PRIMARIOS (originales).
1. Cuarzo : (constituídos por Si02).
Es el más común de los minerales formadores del suelo, por ser muy duro y tener baja solubilidad. Constituye alrededor del 13% de la corteza terrestre y en un suelo promedio puede constituir del 30 al 40%. El cuarzo no contribuye con nutrientes para las plantas en el suelo.
2. Feldespatos : (Son aluminio-silicatos con bases de K, Na y Ca).
Constituyen el 60% de la corteza terrestre. Como consecuencia del in temperismo químico forman minerales de la arcilla. La plagioclasa se intemperiza más fácilmente que la ortoclasa. La albita es una plagioclasa. La ortoclasa (KAlSi308) es una fuente importante de K (macronutrimento para las plantas).
3. Anfíbolas y Piroxenas : (Son silicatos de Ca, Mg y Fe (con algo de Al).
Este grupo constituye el 16% de la corteza terrestre. Se intemperiza más fácilmente que los feldespatos. Pueden persistir en los suelos como gravas de color obscuro. La horblenda es una
anfíbola de color negro con ruptura precisa. La augita es una piroxena de color claro con ruptura no precisa.
4. Micas : (Son aluminosilicatos con bases de K, Mg Y Fe).
Se intemperizan fácilmente y forman minerales de arcilla. Si persisten en los suelos son reconocidos por su brillo. Algunos ejemplos de micas son: la muscovita (mica incolora) la cual contiene más potasio (K) que la biotita (mica negra), la cual contienen más hierro (Fe) y magnesio ( Mg).
5. Carbonatos : (Presentan el anión CO3)
Comúnmente se encuentran en las calizas y en el mármol. La calcita (CaC03) es un mineral relativamente soluble. Tiene un crucero perfecto y efervesce fácilmente con ácidos fríos. La dolomita CaMg(CO3)2 es menos soluble que la calcita. Efervesce sólo ligeramente en ácidos fríos y tiene un crucero no muy preciso.
6. Apatita : (Tiene la siguiente fórmula (Ca3P2O8)3 . Ca F2 Cl
Es la fuente original de prácticamente todo el fósforo (P) del suelo. Existe en granos diminutos en muchas rocas. La apatita es soluble en ácidos.
En el cuadro 3.8 se reportan los minerales más comunes, junto con su fórmula molecular y
velocidad de intemperización.
B) MINERALES SECUNDARIOS
1. Yeso : Presenta la fórmula Ca SO4 . 2 H2O
Se forma por la evaporación del sulfato de calcio contenido en las aguas que lo contienen disuelto. Es un mineral muy suave y se intemperiza fácilmente. Se acumula sin embargo, en grandes cantidades en las regiones semi-áridas. El yeso puede ser mineral primario o secundario.
2. Oxidos de Fe :
Muchos de los óxidos de Fe se forman a través del intemperismo químico. La hematita (Fe203) es responsable de la coloración roja en muchos suelos. La limonita (Fe203 . 3 H20 ó FeO . OH . nH20) proporciona un color amarillo al suelo.
3. Minerales de Arcilla :
Los minerales de la arcilla tales como la kaolinita (H4Al2Si209) son altamente coloidales. Son
formados en primer término, por el intemperismo químico de los minerales primarios. Los minerales de la arcilla no suministran nutrientes directamente para las plantas pero tienen la capacidad de adsorber o retener iones nutrientes en sus superficies. Son una parte de los materiales física y químicamente activos en los suelos.
Con la información proporcionada, podríamos entender, por una parte, que el conocimiento de las rocas y minerales que las integran, nos conduciría a la definición de los elementos presentes, útiles para el desarrollo de los cultivos; lo anterior es parcialmente cierto, sobre todo, desde un punto de vista cualitativo. Cuantitativamente resulta difícil saber, qué cantidad de un elemento de interés, presente en una roca, quedará en el suelo (el cual a partir de ella “rocas” se forma). Por otra parte el conocimiento de las rocas no sólo se basa en su química sino también en su constitución física y en relación a ésta, se han mencionado datos sobre la velocidad y resistencia al intemperismo de diferentes minerales. La resistencia al intemperismo trae como consecuencia un diverso tamaño de las partículas dominantes presentes en los suelos. Por ejemplo, cuando el cuarzo está presente, como tiene gran resistencia al intemperismo, es de esperarse que se preserve en la mayoría de los procesos de desintegración y aparezca finalmente como arena (partículas con un diámetro mayor a 50 µ “micras”), aunque partículas de cuarzo pueden encontrarse en los limos (partículas de 2 a 50 µ “micras”). Mientras que los silicatos al ser sometidos a hidratación convergen como producto terminal (participan formando) a las arcillas (partículas con diámetros menores a 2 µ “micras”). Ejemplos de rocas ígneas que ilustran lo anterior son el Basalto y el Granito. El Basalto está formado por silicatos principalmente sin cuarzo, de tal manera que los suelos derivados de este tendrán arcillas y limos. El granito por su parte contiene: cuarzo y feldespato ortoclasa, junto con micas (esto es Sílice y silicatos), que producirán arenas, limos y arcillas.
Brade-Birks (1962) hizo una representación diagramática que resume lo expuesto y se presenta en la figura 3.4.
Los Minerales de la Arcilla.
Los procesos químicos del intemperismo son mucho más importantes en la formación de las arcillas. Por su tamaño, las arcillas (diametro menor a 2 µm) son consideradas como coloides y como tales nos interesan dos de sus propiedades, específicamente su carga eléctrica (la cual es principalmente negativa) y su gran superficie específica.
Todos los coloides se cargan eléctricamente, las arcillas y en general los coloides del suelo están cargadas en forma negativa. De tal forma que atraen cationes y si recordamos a los nutrientes esenciales para las plantas, la mayoría son elementos de carga positiva (K+, Ca++, Mg++) o tienden a formar radicales positivos (NH4+). Esto da por resultado que muchos de los nutrientes estén retenidos por arcillas o coloides del suelo y dada su cercanía y/o contacto directo con las raíces de la planta es posible que se provoque un intercambio de nutrimentos con las raíces, es por esto que estos minerales son de gran importancia.
Por otra parte la otra propiedad fundamental de la arcillas es que poseen por su menor tamaño una mayor superficie específica, dando por resultado que las arcillas expongan mucha superficie donde pueden realizarse, entre otras, reacciones de intercambio catiónico.
De manera general, son reconocidos dos grupos de arcillas: las silicatadas características de regiones templadas y las arcillas de óxido e hidróxidos de hierro y aluminio, encontradas en las zonas tropicales y semitropicales.
A través de los estudios de Rayos X pudo diferenciarse a varios grupos de arcillas y sus propiedades características. La clasificación de arcillas que adoptaremos se presenta a continuación:
ESTRUCTURA DE LOS MINERALES SILICATADOS DE LA ARCILLA
Generlamente las arcillas son de forma laminar. Esto indica que exponen una gran extensión de superficie por peso unitario.
Los minerales silicatados de la arcilla son de naturaleza cristalina.
La estructura del cristal se llama látice o retículo que está constituido de dos clases de estructuras fundamentales: los tetraedros de sílice y los octaedros de alúmina.
Los tetraedros de sílice contienen un átomo de Si rodeado de 4 átomos de oxígeno que forman las 4 esquinas del tetraedro. El Si ocupa el intersticio del centro. La carga de tal unidad es -4. La capa tiene una carga negativa neta y su fórmula es n(Si205)2-.
El octaedro está constituido por 6 hidróxilos alrededor de un átomo de Al. Este acomodamiento puede visualizarse en la forma siguiente: 4 hidróxilos formando un cuadrado. Un octaedro individual tiene la fórmula AI(OH)3-.
Los octaedros de Al adyacentes comparten hidróxilos comunes para formar una capa de octaedros en forma similar el comportamiento del oxígeno en la capa tetraédrica del Si.
Como ha sido indicado las arcillas tienen cargas negativas, las cuales atraen cationes y el número total de cationes retenidos en la superficie de la arcilla, se expresan como meq/100 g de suelo, a esta propiedad química se les denomina Capacidad de Intercambio Catiónico.
GRUPO DE LA ARCILLA KAOLINITA.
Es la arcilla del tipo 1:1 (contiene un estrato de Si y otro de Al). Su capacidad de intercambio es reducida, de unos lO meq/100 g de suelo.
GRUPO DE LA ARCILLA MONTMORILLONITA
Este grupo incluye otros minerales silicatados como son la beidellita, nontronita, hectorita y saponita. Son arcillas de tipo 2:1, el estrato de Al está entre dos estratos tetraédricos de Si. Los O y radicales OH se comparten en más de una unidad tetraédrica y octaédrica respectivamente, para formar la sucesión de unidades estructurales.
Este tipo de arcilla se expande y contrae fácilmente al humedecerse y secarse para dar un efecto de "acordeón". Las partículas tienden a ser más pequeñas que las de la kaolinita y los suelos con alto contenido de este tipo de arcilla se fisuran (agrietan) al secarse y tienden a ser impermeables a humedecerse. El suelo exhibe características de plasticidad muy acentuada. Esto también indica que en la superficie interior y en el exterior de las partículas hay posibilidades de adsorción del agua y de nutrientes.
La sustitución del Al octaédrico por Mg en el retículo cristalino produce la estructura de la montmorillonita. Cuando el silicio tetraédrico es substituido por el Al se genera la beidellita. En cambio cuando el Al octaédrico es substituido por el hierro se tiene la nontronita.
La capacidad de intercambio de cationes de esta arcilla es de unos 100 meq/100 g de material. La montmorillonita y minerales de este grupo también se encuentran en clima semi-árido de escasa lixiviación y material rico en cationes básicos principalmente Ca y Mg, en donde el pH es alcalino.
GRUPO DE LA ILLITA
A este mineral también se le denomina mica hidratada e hidrómica.
Otros minerales de este grupo son la Muscovita, Seladonita, Biotita y Clauconita.
Se indica que el origen de las illitas probablemente procede de las micas por un proceso químico con pérdida de K. Estos minerales también son de retículo 2:1 donde los iones de K son alojados en los huecos que dejan los oxígenos de las superficies internas entre unidades con un
retículo cristalino 2:1 parcialmente expandible, tiene una magnitud de eje c de 14 a 15 Armstrong por lo que se considera en posición intermedia entre la illita y la Montmorillonita, aunque en sus propiedades de intercambio son diferentes ya que supera a la montmorillonita (150 meq/100 g). Es un mineral no abundante en los suelos. Ver cuadro siguiente.
Barshad ha indicado que la vermiculita tiene alrededor de 50% más de CIC que la Montmorillonita. Investigaciones sobre las propiedades del humus muestran que sus propiedades de intercambio pueden variar de 100 a 300 meq/100 g de material. Las siguientes capacidades de intercambio son sugeridas para el humus y los minerales arcillosos más importantes.
INTEMPERISMO FÍSICO, QUIMICO Y BIOLOGICO Y SU RELACION CON LAS
ETAPAS DE FORMACION DE UN SUELO.
Aunque no existe una manera única y ordenada de formación de los suelos, al menos
teóricamente podríamos considerar tres etapas de acuerdo al tipo de intemperismo, de la
siguiente forma: Al quedar expuestas las rocas al ambiente se inicia un proceso de
desintegración (este proceso se denomina intemperismo físico), siguiéndole un
proceso de descomposición (denominado intemperismo químico) y finalmente la
invasión de vegetación ( definido primordialmente como intemperismo bioquímico).
El intemperismo físico es aquel proceso que rompe y desmenusa a la roca y
puede llevarse a cabo por la acción del agua (golpe o choque de agua), la temperatura y
la gravedad, solos o combinados. Por ejemplo, al introducirse agua en una grieta de una
roca y congelarse, incrementará su volumen ejerciendo de esta forma una presión de
hasta 146 Kg/cm2. Lo cual favorecerá la desintegración de la roca. Otro caso puede ser
el calentamiento y enfriamiento, como todos los cuerpos son elásticos. Las rocas y
principalmente los minerales que las integran tenderán a expanderse y contraerse en
forma diferencial, es decir unos más rápidos que otros, lo que origina nuevamente
presiones. De tal manera que al final de esta etapa se tendrían fracciones de roca.
El intemperismo químico corresponde a la siguiente etapa (después del
intemperismo físico) en la formación de suelos, este proceso se efectúa mediante
reacciones como la hidrólisis, la hidratación, la oxidación, la reducción, la carbonatación
y la disolución, que originan cambios de solubilidad o de las estructuras de los materiales
minerales que integran a las rocas.
El intemperismo biológico o bioquímico ocurre finalmente, por la invasión de la
vegetación que produce la aparición de un nuevo material, la materia orgánica que
provoca cambios bioquímicos en el suelo. Además el agua de lluvia al atravesar a estos
materiales provoca migraciones de arcillas y de materia orgánica que dan por resultado
la diferenciación de capas, mejor conocidas como horizontes.
En la Fig. 2.1., se muestra una ilustración de las etapas de formación de un suelo.
ROCAS COMUNES EN LA REGION CENTRO-SUR DE TAMAULIPAS.
1.- ROCA CALIZA.
ROCA CALIZA CON FOSILES (FRAGMENTOS MARINOS DE CONCHA). ES UNA ROCA SEDIMENTARIA COM PUESTA
PRINCIPALMENTE POR EL MINERAL DE CALCITA (CARBONATO DE CALCIO). LA FUENTE PRIMARIA DE FORMACION DEL
MINERAL DE CALCITA SON USUALMENTE LOS ORGANISMOS MARINOS. EL COLOR DE LA CALIZA PURA ES DE BLANCO A
CREMA GRISACEO. PUEDE OBSCURECERSE POR MEZCLARSE CON ARCILLA.
ROCA CALIZA DEPOSITO EN FRANJAS.
2.- ROCA SEDIMENTARIA DE TAMAÑO DE GRANO: INTERMEDIO (LIMO “SILTSTONE”), FINO (ARCILLA O “SHALE”, GRUESO
DE CUARZO (ARENA).
ROCA SEDIMENTARIA DE TAMAÑO DE GRANO ARENA CON CUARZO.
ROCA SEDIMENTARIA DE TAMAÑO DE GRANO ARENA CON BETAS O CAPAS DE CUARZO.
ROCA SEDIMENTARIA DE TAMAÑO DE GRANO FINO (ARCILLA “SHALE”).
ROCA SEDIMENTARIA DE TAMAÑO DE GRANO MEDIO (LIMO “SILTSTONE”) CON
CONCRESIONES DE CARBONATO DE CALCIO Y CUARZO.
3.- FRAGMENTOS CALCAREOS PROVENIENTES DE MATERIALES DE ORIGEN MARINO ORGANICO COMO CONCHAS DE
MOLUSCO, OSTION, ARRECIFES DE CORAL, ALGAS, ESTRELLAS DE MAR, LIQUENES.
ESQUELETOS DE CORAL RECUBIERTOS CON CARBONATO DE CALCIO.
4.- CONGLOMERADOS CALCAREOS, MEZCLA DE ROCAS UNIDADAS POR CARBONATO DE CALCIO.
ROCA DE CONGLOMERADO.- ROCA COMPUESTA POR FRAGMENTOS DE ROCAS
SEDIMENTARIAS UNIDAS POR CEMENTANTE COMO CARBONATO DE CALCIO.
5.- ROCA ARENIZCA SILICEA.
ROCA ARENISCA.
6.- YESO.
CRISTALES DE MINERALES DE YESO.
7.- MARMOL.
ROCA METAMORFICA DE MARMOL, DERIVADA DE ROCA CALIZA CALCAREA Y
DOLOMITA, TRANSFORMADA AL SOMETERSE A GRANDES PRESIONES Y TEMPERATURAS. ESTA ROCA ES DE GRANO GRUESO.
8.- TEZONTLE.
ROCA IGNEA EXTRUSIVA DE ORIGEN VOLCANICO. SE
PUEDE ENCONTRAR EN ALDAMA, TAMAULIPAS. CONTINE BIOXIDO DE HIERRO.
CICLO DE LAS ROCAS.
Factores que influyen en la formación del suelo.
A principios del siglo anterior (1900’s), científicos rusos propusieron
que la formación del suelo era el resultado de la acción del clima y la
materia viva sobre materiales parentales (rocas o fracciones de roca) en
un relieve dado y en un período de tiempo.
Jenny (1941) basándose en dichas ideas propuso la siguiente función:
Suelo = f ( m, cl, o, r, t )
Que significa:
"El suelo es una función de la acción conjunta de cinco factores
(entre paréntesis se indica la categoría de actividad de cada
factor):
1. Material Parental “tipo de roca o fracciones de roca”
(pasivo).
2. Clima “precipitación pluvial y temperatura” (activo).
3. Organismos o biósfera (activo).
4. Relieve “topografía del terreno o contorno del terreno”
(pasivo).
5. Tiempo (neutro).
Influencia del Material Parental sobre la formación del suelo.
Las propiedades de suelos específicos están estrechamente relacionadas
con las propiedades de los Materiales Parentales. De los cuales han
evolucionado. Es decir, muchas de las propiedades de los suelos son carac-
terísticas heredadas. Los materiales parentales de los suelos mexicanos
pueden clasificarse en dos grupos:
A) Materiales RESIDUALES que son depósitos de rocas, expuestos a la
intemperie un tiempo suficiente para permitir el desarrollo del suelo.
B) Materiales TRANSPORTADOS que son minerales o fragmentos de rocas que
han sido removidos de un lugar a otro, por la acción del agua, del viento,
de la gravedad o del hielo, este último no frecuente en nuestro país, o
cualquier combinación de estos cuatro agentes. Los deltas de ríos y las
dunas de arena son ejemplos de materiales transportados.
En otros países se considera un tercer tipo de material parental,
constituido por depósitos de materia orgánica, conocidos principalmente
como turbas. En Alaska y la Siberia se presenta este tercer tipo.
Cuando el material parental es residual comúnmente se dice que el suelo
tiene un modo de formación “ In Situ ” (suelo formado en el mismo lugar).
En México como en muchas partes del mundo la mayoría de sus suelos
agrícolas son tranportados. La evidencia del hecho anterior está
fundamentada por la presencia de piedras redondeadas, que dan idea del
movimiento o transporte.
Influencia del Clima sobre la formación del suelo.
Sobre la superficie terrestre el Clima es el factor dominante en la
formación de suelos. Su mayor influencia está dada por la precipitación
pluvial (principalmente humedad ambiental proveniente del agua de lluvia”
y la temperatura. Algunos efectos directos del clima sobre la formación
de suelos son:
1. Acumulaciones de Carbonatos de Calcio en áreas de poca precipi-tación. El Calcio no es lavado por la insuficiente cantidad de
agua acumulada en estos sitios.
2. Suelos ácidos en áreas húmedas debido al intenso intemperismo y lavado de bases (entre otras bases el calcio y magnesio).
3. Erosión de suelos (principalmente por acción del agua y el viento) en pendientes pronunciadas.
4. Depositación de materiales del suelo en las partes bajas del terreno.
5. Mayor intensidad de intemperismo, lavado y erosión en las re-
giones húmedas y calientes, que en las regiones frías.
Indirectamente el clima influye en la formación del suelo a través de
la vegetación.
Influencia de los Organismos o Biósfera sobre la formación del suelo.
La actividad de plantas y animales y la descomposición de sus residuos
orgánicos y sus desperdicios (Biósfera), tienen una marcada influencia
sobre el desarrollo del suelo. Las características del suelo más
claramente afectadas por las plantas y animales presentes son:
l. Contenido y distribución de la materia orgánica (mayor acumulación
de materia orgánica en capa superficial del suelo, por la mayor
actividad o presencia de organismos en esta).
2. Acidez del suelo (formación de compuestos ácidos, generados por la descomposición de la materia orgánica).
3. Compactación del suelo.
Influencia del Relieve sobre la formación del suelo.
--- Aquí 3b
El contorno o topografía de la superficie terrestre, llamado Relieve,
influye en la formación de suelos principalmente por sus relaciones con
el agua y la temperatura.
Los suelos ubicados sobre pendientes ligeras, generalmente, cuentan
con más agua que pasa a través de ellos, son más profundos y presentan
una vegetación más exhuberante y tienen mayores contenidos de materia
orgánica, que los suelos ubicados sobre pendientes pronunciadas. De
igual manera en depresiones las condiciones de suelos son diferentes.
Por ejemplo si se acumulan aguas con sales disueltas de las áreas
circundantes, pueden generar zonas salinas en donde se desarrollen
únicamente plantas tolerantes a la salinidad o incluso pueden generarse
zonas tóxicas donde no se desarrollen favorablemente las plantas.
Influencia del Tiempo sobre la formación del suelo.
El Tiempo requerido para que el suelo desarrolle diferentes capas lla-
madas horizontes depende sobre todo de las interrelaciones de todos los
factores, tales como el clima, naturaleza del material parental, de los
organismos y el relieve.
Bajo condiciones ideales Donahue et al(1977) indican que un suelo puede
formarse completamente en unos 200 años. Existen factores que retardan el
desarrollo del suelo como son:
l. Baja precipitación pluvial (poco intemperismo y poco lavado).
2. Baja humedad relativa o atmosférica (escaso desarrollo de algas, hongos y líquenes).
3. Contenidos elevados de carbonatos de calcio y sodio en el
material parental.
4. Suelos ricos en arenas cuarzosas con poca arcilla (poco in-
temperismo, pocos coloides para moverse).
5. Alto porcentaje de arcilla (aereación pobre, movimiento lento de agua).
6. Materiales parentales resistentes, como el granito (poco in-
temperismo).
7. Pendientes muy fuertes (la erosión remueve al suelo, limitada acumulación de agua en suelos con pendientes pronunciadas, como
para poder lavarlos profundamente).
8. Nivel del agua elevado (lavado ligero y poco intemperismo).
9. Temperaturas bajas (todas las reacciones químicas disminuyen).
10. Constante acumulación de materiales del suelo por depositación
(continuamente se tiene nuevo material sobre el cual se desarrolla
nuevo suelo).
11. Severa erosión eólica o hídrica (exposición de nuevos materiales).
12. Incorporación de mezclas por animales y por el hombre (labranza).
Condiciones opuestas pueden favorecer el desarrollo de un suelo.
ETAPAS EN LA FORMACIO DE UN SUELO.
Aunque no existe una manera única y ordenada de formación de los sue-
los, al menos teóricamente podríamos considerar tres etapas de acuerdo al
tipo de intemperismo, de la siguiente forma:
Al quedar expuestas las rocas al ambiente se inicia un proceso de
desintegración (intemperismo físico), siguiéndole un proceso de
descomposición (intemperismo químico) y finalmente la invasión de
vegetación (intemperismo bioquímico).
INTEMPERISMO FISICO.
El intemperismo físico es aquel que rompe y desmenuza a la
roca, puede llevarse a cabo por la acción del agua (por choque y
erosión por el flujo de agua), la temperatura y la gravedad, solos
o combinados. Por ejemplo, al introducirse agua en una grieta de
una roca y congelarse, como es sabido incrementará su volumen y
puede ejercer una presión de hasta146 Kg/cm2. Lo cual favorecerá
la desintegración de la roca. Otro caso puede ser el calentamiento
y enfriamiento, como todos los cuerpos son elásticos. Las rocas y
principalmente los minerales que las integran tenderán a
expanderse y contraerse en forma diferencial, es decir unos más
rápidos que otros, lo que origina nuevamente presiones. De tal
manera que al final de esta etapa se tendrían fracciones de roca.
INTEMPERISMO QUIMICO.
La siguiente etapa en la formación de suelos (posterior o después del
intemperismo físico), corresponde al intemperismo químico el cual se presenta por medio
de reacciones como hidrólisis, hidratación, oxidación, reducción, carbonatación y
solución. Estas reacciones originan cambios de solubilidad y/o cambios de las
estructuras de los materiales.
INTEMPERISMO BIOQUIMICO.
Finalmente, la invasión de la vegetación produce la aparición de un nuevo material,
que es la materia orgánica, que provoca cambios bioquímicos en el suelo. Además el
agua de lluvia al atravesar a estos materiales provoca migraciones de arcillas y de
materia orgánica que dan por resultado la diferenciación de capas, mejor conocidas
como horizontes.
En la Fig. 2.1., se muestra una ilustración de las etapas de formación de un suelo.
LOS CUATRO PRINCIPALES COMPONENTES DEL SUELO.
Al suelo en su sentido más amplio se le ha considerado como una mezcla de,
materia mineral, materia orgánica, agua y aire. El volumen ocupado por cada uno de
estos componentes en un suelo superficial de textura franca y en condiciones ideales
para el desarrollo de las plantas, será aproximadamente como sigue: material mineral
45%; materia orgánica 5 %; agua 25% y aire un 25% de volumen de suelo. Es
interesante notar que alrededor de la mitad del volumen constituye al espacio poroso
(agua y aire).
Las proporciones de estos componentes varían de tiempo en tiempo y de lugar a
lugar. El volumen de agua y aire componen una relación directamente porcional uno
con el otro. La entrada del agua al suelo excluye al aire. Al ser removida el agua por el
drenaje, la evaporación o por la absorción de las plantas en desarrollo, el espacio
poroso llega a ocuparse con aire. El subsuelo generalmente se caracteriza por
contener menos materia orgánica que el suelo superficial. Un suelo orgánico como los
humíferos o turbosos tienen un mayor volumen ocupado por materia orgánica que por
materia mineral.
CUESTIONARIO DE LA PRIMER UNIDAD DE LA MATERIA DE EDAFOLOGÍA. GRUPO IA241 I.A. UNIDADES 1. GÉNESIS DEL
SUELO. IT ALTAMIRA.
1.- Defina concretamente que son los minerales. R =
2.- Precise que son las rocas. R =
3.- Indique que es el material parental y como se relaciona con las rocas. R =
4.- Describa y denomine a las rocas
ígneas.R.___________________________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________.
5.- Describa y denomine a las rocas
sedimentarias.R.____________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________.
6.- Subraye a que clase de roca corresponde, los tipos de roca Caliza, Dolomita y Arenisca.
A) ROCAS IGNEAS B) ROCAS SEDIMENTARIAS. C) ROCAS METAMORFICAS.
7.- Subraye que roca se forman a partir de la solidificación, ya sea del magma o de la lava (adentro o afuera de la corteza
terrestre, respectivamente).
A) ROCAS IGNEAS B) ROCAS SEDIMENTARIAS. C) ROCAS METAMORFICAS.
8.- Que clase de rocas predominan a nivel mundial. R =__________ y en México abundan las rocas. R =_________
9.- Mencione dos ejemplos de minerales primarios. R =_______;________ y diga otros dos ejemplos de minerales
secundarios. R =_________;__________.
10.- Cual es el mineral secundario químicamente más activo y participa importantemente en la fertilidad de suelos. R =
11.- Después de intemperizarse, que macro y micronutrimento aportan los minerales ferromagnesianos (anfíboles y
piroxenos). R =__________; ____________.
12.- Indica dos macronutrimentos que aportan la calcita y la dolomita al intemperizarse. R= _________ , _________
13.- Que mineral secundario se produce como resultado del intemperísmo químico de micas y feldespatos. Además
menciona dos propiedades de dicho grupo de minerales. R (mineral)__________. Propiedades________, ________
14.- Cuando se intemperiza el mineral de yeso nos aporta al suelo los macronutrimentos R =___________ y
___________ ; y cuando se intemperizan la hematina y la goethita, nos aporta el micronutrimento R =___________
15.- Subraye que tipo de iones adsorbe o a tren, sobre su superficie (o paredes) de las arcillas.
A) Cationes (K+, Ca2+, Mg2+, NH4+) B) Aniones (NO3
-, H2PO4-, SO4
2-, BO43-)
11.- Mencione tres importantes factores formadores de suelos. R =
12.- Indica como intervienen el factor físico en la formación de suelos. R =
13.- Indica como intervienen el factor bio-químico en la formación de suelos y diferenciación de capas u horizontes en
estos. R =
UNIDAD 2. MORFOLOGIA DE SUELOS.
CONCEPTOS EDAFOLOGICOS.
Edafología.- Ciencia que trata sobre el estudio el suelo. Su nombre viene del griego 'edaphos' que significa superficie de la
tierra. Estudia el suelo desde todos los puntos de vista: su morfología, su composición, sus propiedades, su formación y evolución, su
taxonomía, su distribución, su utilidad, su recuperación y su conservación.
Suelo.- El suelo es una superficie, un recurso natural, y un sistema dinámico y complejo, en el que se efectúan procesos
que involucran componentes físicos, químicos y biológicos. Es un cuerpo natural capaz de sustentar plantas.
La palabra suelo proviene del latín “solum” que significa tierra, suelo o parcela.
El contenido porcentual de los principales componentes con base al volumen ocupado por un suelo de textura
media y a capacidad de campo es el siguiente:
a) Componente mineral (45 %)
b) Componente orgánico (5 %)
c) Componente gaseoso “aire” (25 %)**
d) Componente acuoso “agua” (25 %)**
** Nota: El espacio poroso del suelo es ucupado por los compontes gaseoso y ocuoso, por lo tanto dicho espacio
ocupa el 50 % del suelo.
Morfología de suelos.- La morfología de suelo son los atributos observables a campo del suelo dentro de los varios horizontes de suelo, con la descripción de la clase y el arreglo de los horizontes. Los atributos observables ordinariamente son descritos en el campo e incluyen: la composición, forma, estructura de suelo, organización del suelo, color base del suelo y asuntos como moteados, distribución radicular, poros, evidencia de materiales traslocados como carbonatos, hierro, manganeso, carbono, arcilla, consistencia del suelo.
Las observaciones se llevan a cabo en un perfil de suelo. Un perfil es un corte vertical, de dos dimensiones, en el suelo donde se diferencia el suelo en horizontes y se observa la interacción de este con las condiciones presentes para el desarrollo del cultivo.
Los horizontes diagnósticos son definidos cuantitativamente con una gran precisión por sus caracteres morfológicos, químicos y físicos, los cuales son utilizados para diferenciar entre taxa de suelos.
El concepto de perfil de suelos, que es un corte vertical plano del suelo, es sustituido por el de pedón
considerado como un volumen, en el cual los horizontes constituyen capas superpuestas.
El perfil del suelo y sus horizontes
Como la edafización actúa desde la superficie y va perdiendo su intensidad conforme
profundizamos en el perfil del suelo, el material se altera de un modo diferencial y como resultado
de la actuación de estos procesos de meteorización y translocación se pasa de un material
homogéneo o uniforme, como es la roca, a un material heterogéneo, estratificado en capas con
diferentes propiedades como es el suelo; es decir, se produce la horizonación del material. Y es
precisamente esta característica, representada por la variación regular de las propiedades y
constituyentes del suelo en función de la profundidad, la característica más representativa de los
suelos, rasgo que los diferencia claramente de las rocas.
A estas capas se les denomina horizontes y su superposición constituye el perfil del suelo.
Los horizontes constituyen las unidades para el estudio y para la clasificación de los suelos.
Los horizontes edáficos son capas aproximadamente paralelas a la superficie del terreno. Se
establecen en función de cambios de las propiedades y constituyentes (que son el resultado de la
actuación de los procesos de formación del suelo) con respecto a las capas inmediatas.
Los horizontes se asignan, normalmente, de manifiesto en el campo, en el perfil del suelo,
pero los datos de laboratorio sirven para confirmar y caracterizar a estos horizontes.
Generalmente bastan solo tres propiedades para establecer la horizonación de un suelo:
color, textura y estructura, aunque otras propiedades, como la consistencia, son a veces de gran
ayuda. El más mínimo cambio detectado (en una sola o en varias de estas propiedades) es suficiente
para diferenciar un nuevo horizonte.
Nomenclatura "A B C" para los horizontes del suelo
La designación de horizontes constituye uno de los pasos fundamentales en la definición de
los suelos.
Para designar a los horizontes del suelo se usan un conjunto de letras y de números.
Horizontes principales.
H. Acumulaciones de materia orgánica sin descomponer (>20-30%), saturados en agua por largos
períodos. Es el horizonte de las turbas.
O. Capa de hojarasca sobre la superficie del suelo (sin saturar agua; >35%), frecuente en los
bosques.
A. Formado en la superficie, con mayor % materia orgánica (transformada) que los horizontes
situados debajo. Típicamente de color gris oscuro, más o menos negro, pero cuando contiene poca
materia orgánica (suelos cultivados) puede ser claro. Estructura migajosa y granular.
de mayor a menor grado de desarrollo
E. Horizonte de fuerte lavado. Típicamente situado entre un A y un B. Con menos arcilla y
óxidos de Fe y Al que el hor. A y el hor. B. Con menos materia orgánica que el A. Muy arenosos y
de colores muy claros (altos values). Estructura de muy bajo grado de desarrollo (la laminar es
típica de este horizonte).
de mayor a menor grado de desarrollo
B. Horizonte de enriquecimiento en: arcilla (iluvial o in situ), oxidos de Fe y Al (iluviales o in
situ) o de materia orgánica (sólo si es de origen iluvial; no in situ), o también por enriquecimiento
residual por lavado de los carbonatos (si estaban presentes en la roca). De colores pardos y rojos, de
cromas (cantidad de color) más intensos o hue (tonalidad del color) más rojo que el material
original = hor. C). Con desarrollo de estructura edáfica (típicamente en bloques angulares,
subangulares, prismática).
C. Material original. Sin desarrollo de estructura edáfica, ni rasgos edáficos. Blando, suelto, se
puede cavar con una azada. Puede estar meteorizado pero nunca edafizado.
R. Material original. Roca dura, coherente. No se puede cavar.
Horizontes de transición.
Se presentan cuando el límite entre los horizontes inmediatos es muy difuso, existiendo una
capa ancha de transición con características intermedias entre los dos horizontes. Se representan por
la combinación de dos letras mayúsculas (p.ej., AE, EB, BE, BC, CB, AB, BA, AC y CA). La
primera letra indica el horizonte principal al cual se parece más el horizonte de transición.
Horizontes mezcla
En algunas ocasiones aparecen horizontes mezclados que constan de partes entremezcladas.
Están constituidos por distintas zonas en cada una de las cuales se puede identificar a un horizonte
principal ( en la misma capa existen trozos individuales de un horizonte completamente rodeados
de zonas de otro horizonte). Se designan con dos letras mayúsculas separadas por una raya diagonal
(p.ej. E/B, B/C); la primera letra indica el horizonte principal que predomina.
Letras sufijo más usuales
Las letras minúsculas se usan como sufijos, para calificar a los horizontes principales
especificando el carácter dominante de este horizonte. Las letras minúsculas van inmediatamente
después de las letras mayúsculas.
p horizonte arado, (de plow = arar). Prácticamente siempre referida al hor. A, (Ap).
h acumulación de materia orgánica (h de humus). Normalmente por mezcla, en el horizonte A
de suelos vírgenes (Ap y Ah son excluyentes) y sólo en los podzoles, por iluviación, en el horizonte
B (Ah Bh).
w horizonte B de alteración, (de weathering = meteorización) reflejada, con respecto al
horizonte inferior, por: la arcilla (alto contenido, formada in situ), y/o el color (más rojo o más
pardo), y/o la estructura (edáfica, no la de las rocas originales). Si en el material original había
carbonatos el B se puede formar simplemente por lavado de estos carbonatos (hor. de
enriquecimiento residual). Bw.
t acumulación de arcilla iluvial, (de textura, o sea granulometría). Bt.
k acumulación de carbonatos secundarios (k de kalcium). Llamado "ca" en otras terminologías).
En B (frecuente), en C (muy frecuentemente) y a veces en A (Ak Bk Ck).
y acumulación de yeso. Ay By Cy
z acumulación de sales más solubles que el yeso (y + z = sa, en otras terminologías). Az Bz Cz.
s acumulación de sesquióxidos, típico de los podzoles. Bs, también en los ferralsoles.
g moteado (abigarrado) por reducción del Fe. Manchas de colores pardos/rojos y gris/verde.
Hidromorfía parcial. Bg Cg y más raramente Ag.
r reducción fuerte, como resultado de la influencia de la capa freática, colores gris verdoso /
azulados (hidromorfía permanente, o casi). Cr Br.
m fuertemente cementado. Frecuentemente por carbonatos (Bmk), pero en otras condiciones
puede ser por materia orgánica (Bmh), por sesquióxidos de Fe (Bms) o por sílice (Bmq)
b horizonte de suelo enterrado (paleosuelo) o bicíclico (p.e. Btb), (de buried = enterrado).
Cifras sufijo
Se usan las cifras sufijos para indicar una subdivisión vertical de un horizontes del suelo. El
número sufijo siempre va después de todas las letras símbolo. La secuencia numérica se aplica solo
a un conjunto de letras determinado, de tal forma que la secuencia se empieza de nuevo en el caso
de que el símbolo cambie (p.e. Bt1 - Bt2 - Btg1 - Btg2). Sin embargo, una secuencia no se
interrumpe por una discontinuidad litológica (p.e. Bt1 - Bt2 - 2Bt3 - 2Bt4 - 3Bt5).
Cifras prefijo
Se usan las cifras prefijos, para indicar discontinuidades litológicas, indican que el material
que formó el suelo no era homogéneo, (por ejemplo, suelo formado a partir de distintos estratos
sedimentarios superpuestos).
Descripción de horizontes
Para el estudio de los horizontes ha de hacerse una completa descripción de sus
características morfológicas, en el campo, junto a un completo análisis de sus propiedades físicas y
químicas, en el laboratorio.
En líneas generales los datos se refieren:
al medio ambiente en el que se encuentra el suelo: localización geográfica, roca, relieve,
vegetación y uso, clima, drenaje,...)
a los horizontes en sí mismos. Con datos de campo (espesores, textura, estructura, color,
consistencia,... y límite) y datos del análisis del suelo en el laboratorio: análisis físicos
(granulometría, retenciones de agua, densidades,...), químicos (materia orgánica, N, CaCO3,...),
fisicoquímicos (pH, capacidad de cambio iónico, Eh, conductividad,...) y micromorfológico.
Con todos estos datos podrán establecerse interesantes conclusiones acerca del la clase de suelo, de
sus propiedades, de su formación, de su fertilidad y de su uso más racional.
Se ha encontrado que el muestreo de suelos más representativo del terreno a evaluar la fertilidad de suelo, que
resulta más preciso obtener 40 sub muestras para conformar una muestra compuesta.
CLASIFICACIÓN DE SUELOS FAO / UNESCO
Principios generales.
Actualmente existe un fuerte tendencia a utilizar dos clasificaciones que pueden ser calificadas como internacionales, estas son la Soil Taxonomy, presentada por el Soil Survey Staff de los Estados Unidos, y la desarrollada por la FAO/UNESCO para la obtención de un mapa de suelos a nivel mundial. Las clasificaciones de carácter nacional están siendo abandonadas o utilizadas con carácter complementario de estas dos
clasificaciones globales.
Se trata de clasificaciones que utilizan como caracteres diferenciantes a propiedades del suelo medibles cuantitativamente (en el campo o en el laboratorio). Además estos caracteres diferenciantes son muy numerosos, de manera que las clases establecidas quedan definidas de una manera muy rigurosa y precisa. Al utilizar criterios cuantitativos, las clases definidas resultan ser mutuamente excluyentes.
Estas dos clasificaciones evitan al máximo la subjetividad, a diferencia de lo que ocurría con las
clasificaciones que las han precedido:
Al utilizar siempre propiedades que pueden ser cuantificadas de alguna manera, no se emplean los criterios cualitativos, tan utilizados en las clasificaciones anteriores. Aquellos criterios de "alto contenido en materia orgánica", "pobres en bases", etc, que se prestaban a una enorme confusión, (por ejemplo, el término "alto" se interpretaba de muy distinta manera en función de los suelos a que cada investigador estaba acostumbrado) han sido sustituidos por "porcentaje en materia orgánica superior al 1%", "grado de saturación < 50%", etc.
Se evitan las consideraciones genéticas, que al ser subjetivas de distintas interpretaciones pueden crear confusiones. No obstante, dada la importancia de los procesos de formación del suelo, se utilizan como caracteres diferenciantes a aquellas propiedades que son el resultado directo de la actuación de estos procesos. Es por ello que aunque estrictamente hablando se trata de clasificaciones morfométricas, las podemos calificar como morfogenéticas. No obstante, las propiedades importantes para la utilización del suelo también son tenidas en cuenta.
Otra ventaja importante de estas clasificaciones es que se refieren tanto a los suelos vírgenes como a los agrícolas (se clasifica al suelo tal como se encuentra en la realidad y al clasificarlo no hay que idealizarlo a como sería si no se hubiese labrado, como sí ocurría con otras clasificaciones anteriores).
La nomenclatura ABC está definida sobre criterios genéticos cualitativos, lo que provoca importantes disparidades de uso entre los edafólogos. Para evitar este inconveniente el Soil Survey Staff de USA introdujo
el concepto de horizontes diagnósticos, cuyo uso se ha impuesto en todo el mundo.
Un horizonte diagnóstico es un horizonte definido morfométricamente, con la mayor precisión posible, con
datos de campo y de laboratorio, para su utilización en la clasificación del suelo.
Estos horizontes se definen de una manera mucho más completa que como se hace para la nomenclatura ABC, además se utilizan criterios cuantitativos, los cuales estaban totalmente ausentes en la terminología
ABC.
Por otra parte existen otros caracteres diferenciantes que no son horizontes y son llamadas propiedades diagnósticas y características de diagnóstico. Son elementos esenciales para la clasificación y son definidos de manera similar a como se hace con los horizontes diagnósticos.
Aunque con jerarquías y desarrollos absolutamente distintos, básicamente estas dos clasificaciones utilizan la misma filosofía: el empleo de horizontes diagnósticos como claves de clasificación y de propiedades
diagnósticas y características de diagnóstico como caracteres diferenciantes de menor rango.
Los horizontes diagnósticos, propiedades diagnósticasy características de diagnóstico no son todos comunes para ambas clasificaciones. Tampoco las definiciones de los horizontes y propiedades están
definidos exactamente de la misma manera en ambos sistemas.
La FAO ha optado para la denominación de sus clases de nombres populares, utilizados en clasificaciones anteriores (se han descartado todos los términos populares que se prestasen a confusión, por ej., suelos pardos, suelos áridos, etc). También otra diferencia con respecto a la Soil Taxonomy radica en la ausencia de
los regímenes de humedad y temperatura de uso tan frecuente en la clasificación americana.
La FAO/UNESCO ha desarrollado tres sistemas para trabajar con suelos:
1) El "Legend of the Soil Map of the Word" fue establecido en 1974 y posteriormente fue revisado "Revised
legend of the Soil Map of the Word" en 1988.
En un principio la clasificación FAO fue diseñada para proporcionar un arma de trabajo común para todos los edafólogos del planeta. Concretamente como leyenda de un Mapa Mundial de Suelos, de escala pequeña (1:5.000.000), para realizar una primera valoración de los recursos edáficos del mundo. Fue pues elaborada
para trabajar con escalas pequeñas (mapas generales).
Representa un sistema de clasificación bastante intuitivo, muy eficaz desde un punto de vista didáctico y muy útil para estudios no muy detallados de suelos.
Mas que un sistema de clasificación se trata simplemente de una leyenda para definir las clases de suelos del Mapa de Suelos del Mundo a escala 1:5.000.000. Este sistema ha tenido una amplia aceptación mundial y ha
sido universalmente aceptado como un utilísimo sistema de referencia.
2) En 1998 la FAO/UNESCO introdujeron profundas modificaciones en su esquema de clasificación desarrollando el "World Reference Base for Soil Resources". En esta Base de Referencia para los Suelos del Mundo se continua con el esquema básico definido por la primitiva Leyenda para el Mapa Mundial de Suelos (1974/1988) pero se han introducido profundos cambios en todos sus niveles (Horizontes diagnósticos, Propiedades diagnósticas, Materiales diagnósticos, Grupos de Suelos y Unidades de Suelos).
Dado que la "Revised legend of the Soil Map of the Word" de 1988 se sigue utilizando actualmente, (aunque su tendencia es a quedarse, antes o después, obsoleta), a continuación se considerará brevemente
los aspectos más importantes de ambos sistemas.
3) Recientemente en 2006 (con una revisión en 2007) la FAO junto al ISRIC/World Soil Information y a la International Union of Soil Sciences han presentado una nueva versión de la Base de Referencia para los Suelos del Mundo (World Reference Base for Soil Resources), que es el sistema oficial de clasificación de suelos adoptado en la Unión Europea.
I.- Leyenda Revisada del Mapa Mundial de Suelos (LRMMS). FAO, 1988. Emplea los criterios para clasificar a
suelos:
I.1 Horizontes diagnósticos (LRMMS).
I.2 Propiedades diagnósticas (LRMMS).
II.- Base de Referencia para los Suelos del Mundo (BRSM). FAO, 1998
II.1 Horizontes diagnósticos (BRSM).
II.2 Propiedades diagnósticas (BRSM).
II.3 Materiales de diagnóstico (BRSM)
III. Base de Referencia para los Suelos del Mundo (BRSM). FAO, 2006
III.1 Horizontes diagnósticos (BRSM).
III.2 Propiedades diagnósticas (BRSM).
III.3 Materiales de diagnóstico (BRSM)
Descripción e identificación de características más relevantes de los horizontes de suelo en perfil de suelos, práctica de campo a realizar en el área agrícola del Instituto Tecnológico de Altamira.
Consistencia (resistencia a la
ruptura,
Color Estructura REACCION Textura OBSERVACIONES
Capas cohesión, aderencia, plasticidad).
(Uniforme, Tipos de SUELO al tacto (rasposa,
Horizontes Profundidad (suelta) (friable) (firme) Moteado) agregados pH jabonosa, plastica)
MUESTREO DE SUELOS. SEGÚN NOM RECNAT 021.
6. Evaluación de la conformidad para muestreo de suelos 6.1 Muestreo para determinar fertilidad de suelos
El muestreo de suelos es un procedimiento para la obtención de una o más muestras representativas en un terreno. El muestreo se realizará con base en los parámetros a ser evaluados. Mediante el muestreo la heterogeneidad de los parámetros del suelo a ser evaluados pueden ser estimados en su valor promedio, colectando un determinado número de muestras o de muestras compuestas derivadas de submuestras.
Equipo y material El material y equipo mínimo necesario para la colecta de muestras de suelo en campo.
1. Barrena de cilindro cerrado o pala recta. La herramienta de muestreo debe garantizar que la muestra obtenida tenga el mismo volumen en espesor y profundidad, de un tamaño suficiente que facilite y permita la formación de las muestras compuestas, que sea fácil de limpiar, resistente al desgaste, útil en suelos arenosos secos y en arcillosos húmedos, y que no contamine las muestras con impurezas.
2. La barrena debe ser fácil de manejar y permitir rapidez en el muestreo. 3. Bolsas de plástico transparente con capacidad para dos kilogramos de suelo. 4. Marcadores de tinta indeleble. 5. Libreta de notas y bolígrafo. 6. Plano, mapa o fotografía aérea de la zona de muestreo.
Procedimiento
1. Subdivisión de unidades de muestreo.
1.1. Establecer objetivos para definir las unidades de muestreo.
1.2. La unidad de muestreo debe ser un área donde el tipo de suelo en cuanto a textura, color, pendiente, cultivo, manejo, etc., sea aparentemente homogéneo.
1.3. Disminuir la heterogeneidad de los atributos que se van a determinar, delimitando las unidades de muestreo o áreas aparentemente homogéneas en el terreno.
1.4. Las unidades de muestreo pueden tener una extensión de dos a ocho hectáreas o más si el área en cuestión es muy homogénea. Unidades de muestreo menores a dos hectáreas pueden considerarse cuando el muestreo se practica para cultivos económicamente redituables y mayores a ocho hectáreas cuando se trata de terrenos visualmente homogéneos y manejados de manera uniforme.
2. Número de submuestras. Se ha observado que las muestras individuales pueden presentar mayor variación y consumen más tiempo y recursos económicos que las muestras compuestas, por lo que resulta más conveniente colectar y analizar muestras compuestas.
2.1 El número de muestras individuales que deben componer una muestra compuesta varía entre 15 y 40, dependiendo de la heterogeneidad y tamaño de la unidad de muestreo, aunque el número de submuestras es independiente del tamaño de la población.
2.2 Cuando la unidad de muestreo alcance una extensión entre dos y ocho hectáreas se podrán colectar entre 10 y 25 submuestras, conservando precisión. De manera práctica se ha calculado que la máxima precisión en el muestreo se puede alcanzar al colectar hasta 40 submuestras por muestra.
3. Ubicación de sitios de muestreo. 3.1 Existen varios procedimientos para definir el sitio de colecta de la muestra, siendo el más
práctico el muestreo en zig zag, a lo largo de una línea dentro de la unidad de muestreo. 3.2 El muestreo en zig zag inicia por un lado del terreno, escogiendo al azar el punto de partida
para definir el plano de muestreo que cubra homogéneamente la unidad de muestreo. 3.3 Ya definido el plano de muestreo se decide la distancia entre los diferentes puntos de
muestreo, en relación con el número de submuestras elegido según el objetivo del muestreo. 4. Profundidad de muestreo. 4.1 La profundidad del muestreo se determina en función del objetivo que se persigue. 4.2 Cuando el muestreo es para evaluar la fertilidad de los suelos se debe hacer un muestreo a la
profundidad de máxima exploración radical del cultivo en cuestión.
4.3 Generalmente, el muestreo en la mayoría de los cultivos se recomienda realizar a una profundidad entre 0-20 o 0-30 cm.
4.4 Particularmente, del muestreo de suelos con pastos o prados se sugiere hacer un muestreo a una profundidad entre 5 a 10 cm.
4.5 En frutales la recomendación es hacer un muestreo a intervalos de 30 cm hasta el sitio de máxima densidad de raíces.
4.6 En el caso de suelos con sales el muestreo se realiza a la profundidad donde germina la semilla, es decir, de cero a cinco cm.
4.7 Es importante señalar que las profundidades a las que se ha hecho referencia, comienzan a contar después de haber removido los residuos orgánicos no descompuestos.
5. Muestra compuesta. 5.1 La muestra compuesta se debe preparar con submuestras que contengan un mismo volumen
de suelo y podrán ser sometidas a un buen proceso de homogeneización. 5.2 La homogeneización de las submuestras debe realizarse dentro de una tina de plástico, con
capacidad para 30 kilogramos de suelo, evitando la contaminación con otros materiales. 5.3 El mezclado dentro de la tina de plástico se realiza con una pala de aluminio o de acero
inoxidable, de uso manual. 5.4 Después del mezclado de las muestras se forma una torta circular, la que se divide en cuatro
partes iguales, de las cuales se desechan dos cuartos opuestos y con los dos restantes se repite el proceso de mezclado indicado anteriormente.
5.5 Repetir el proceso tantas veces como sea necesario, hasta que la muestra final tenga un peso de 1.5 kg.
5.6 La homogeneización de las submuestras puede realizarse en campo cuando se tienen muchas submuestras o en el laboratorio si la cantidad de submuestras es pequeña.
Informe Debe incluir la información que se indica a continuación: 1. Nombre del productor o interesado. 2. Clave de identificación del lugar donde fue colectada la muestra, si fuera posible sobre un
plano o mapa referenciado. 3. Nombre del cultivo establecido o con qué fines se realiza el muestreo. 4. Identificación propia de la muestra. 5. Fecha de colecta de la prueba. Comentarios 1. Es importante conocer más acerca de la historia del terreno a muestrear y del cultivo, datos
como fórmula de fertilización edáfica o foliar, dosis aplicadas, época de aplicación, manejo en general del suelo y del cultivo, rendimientos promedios del cultivo y características climáticas y de relieve de la región. Cuando esta información se obtiene previa al muestreo, es de gran utilidad para definir las unidades de muestreo.
2. Se debe cuidar que los materiales y herramientas utilizados en el muestreo no adicionen sustancias o elementos extraños que puedan aumentar la concentración de algún nutrimento en la muestra o que los sustraigan.
6.2 Muestreo para determinar salinidad y/o sodicidad
El muestreo de suelos es un procedimiento para obtener una o más muestras representativas en un terreno. Mediante el muestreo la heterogeneidad de los parámetros del suelo a ser evaluados son estimados en su valor promedio, colectando un determinado número de muestras.
Material y equipo
El material y equipo mínimo necesario para la colecta de muestras de suelo en campo.
1. Barrena de cilindro cerrado o pala recta. La herramienta de muestreo debe garantizar que la muestra obtenida tenga el mismo volumen en espesor y profundidad, de un tamaño suficiente que facilite y permita la formación de las muestras, que sea fácil de limpiar, resistentes al desgaste, útil en suelos arenosos secos y arcillosos húmedos, y que no contamine las muestras con impurezas.
2. La barrena debe ser fácil de manejar y permitir rapidez en el muestreo.
3. Bolsas de plástico transparente con capacidad para dos kilogramos de suelo.
4. Marcadores de tinta indeleble.
5. Libreta de notas y bolígrafo.
6. Plano, mapa, fotomapa del área de muestreo.
Procedimiento
1. Subdivisión de unidades de muestreo.
1. Establecer objetivos para definir las unidades de muestreo.
2. La unidad de muestreo debe ser un área donde el tipo de suelo en cuanto a textura, color, pendiente, cultivo, manejo, etc., sea aparentemente homogéneo.
3. Disminuir la heterogeneidad de los atributos que se van a determinar, delimitando las unidades de muestreo o áreas aparentemente homogéneas en el terreno.
4. Las unidades de muestreo pueden tener una extensión de dos a ocho hectáreas o más si el área en cuestión es muy homogénea. Unidades de muestreo menores a dos hectáreas pueden considerarse.
5. Cuando el muestreo se practica para cultivos económicamente redituables y mayores a ocho hectáreas.
6. Cuando se trata de terrenos planos y manejados de manera uniforme.
2. Número de muestras.
1. Se ha observado que las muestras individuales pueden presentar mayor variación y consumen más tiempo y recursos económicos que las muestras compuestas, sin embargo resulta más conveniente colectar y analizar muestras simples cuando se trata de evaluar la salinidad de un suelo.
2. El número de sitios de muestreo varía dependiendo de la heterogeneidad y tamaño de la unidad de muestreo.
3. Ubicación de sitios de muestreo.
1. Existen varios procedimientos para definir el sitio de colecta de la muestra, siendo el más práctico el muestreo en zig zag a lo largo de una línea, dentro de la unidad de muestreo.
2. El muestreo en zig zag inicia por un lado del terreno, escogiendo al azar el punto de partida para definir el plano de muestreo que cubra homogéneamente la unidad de muestreo.
3. Ya definido el plano de muestreo se decide la distancia entre los diferentes puntos de muestreo en relación con el número de muestras elegido.
4. Se recomienda hacer un muestreo por separado a los manchones evidentemente salinos (costras de sal, sin vegetación o muy raquítica).
4. Profundidad de muestreo.
1. La profundidad del muestreo se determina en función del objetivo que se persigue.
2. Cuando el muestreo es para evaluar la salinidad del suelo se debe hacer un muestreo a la profundidad de máxima exploración radical del cultivo y estratificarse cada 20 cm.
3. La colecta de la muestra se hará de cada una de las capas estratificadas.
4. Es importante señalar que las profundidades a las que se ha hecho referencia, comienzan a contar después de haber removido los residuos orgánicos no descompuestos.
Informe Debe incluir la información que se indica a continuación: 1. Nombre del productor o interesado.
2. Clave de identificación del lugar donde fue colectada la muestra, si fuera posible un plano. 3. Nombre del cultivo establecido o finalidad de los análisis. 4. Identificación propia de la muestra.
5. Fecha de colecta de la prueba. Comentario Se debe cuidar que los materiales y herramientas utilizados en el muestreo no adicionen
sustancias o elementos extraños que puedan aumentar la concentración de nutrimentos en la muestra, o que los sustraigan.
6.3. Muestreo con propósitos de clasificación de suelos
El suelo es subdivido en estratos y horizontes que evidencian la naturaleza de su desarrollo. Para estudiar sus atributos es necesario obtener muestras lo más representativas posible, tanto de cada sitio de muestreo como del área a estudiar. El muestreo para clasificación y levantamientos de
suelos involucra una gran simplificación de la realidad, ya que por razones prácticas incluye la toma de unas muestras sumamente pequeñas y la obtención de datos de análisis de suelos requiere de una muestra todavía más pequeña.
Este muestreo se realizará después de que se hayan hecho los análisis de parámetros detallados en material cartográfico, como fotografías aéreas y/o imágenes de satélite, etc., y que mediante técnicas fotogramétricas y ahora computacionales, se ubican áreas con el mismo patrón de distribución de suelos a mayor o menor escala, en las que se precisan puntos de muestreo representativos. En el sitio de colecta de muestras, después de la apertura del perfil representativo, se obtienen muestras de cada uno de los estratos u horizontes que lo constituyen.
Material y equipo El material necesario requerido para realizar el muestreo se señala a continuación: 1. Previo a la toma de muestra es necesario la apertura del perfil del suelo, para lo que se
requiere una pala recta y una pala curva, para excavar y extraer el suelo más o menos suelto, y cuando esté compacto o ligeramente endurecido, se requerirá además un zapapico para aflojar el suelo.
2. Una vez hecho el pozo se requerirá de un martillo pedológico, una espátula o cuchillo de acero inoxidable para marcar la separación de límites y transición de estratos u horizontes y facilitar la colecta de la muestra de cada capa, conjuntamente con la pala recta.
3. También se requiere de bolsas de plástico con capacidad aproximada de 2 kg para depositar las muestras.
4. Otros materiales necesarios que deben tenerse son: mochila pedológica, etiquetas, marcadores, libretas de notas, mapas, planos y fotografías aéreas del área de estudio, cámara fotográfica o video, geoposicionador y formatos de campo.
Procedimiento
1. Ubicación de puntos de muestreo.
1. Se establecen los criterios para definir los puntos de muestreo representativos (perfil típico).
2. El punto de muestreo debe ser lo más representativo posible del área, tomando como base los perfiles y barrenaciones que se han realizado previamente en la etapa de reconocimiento del patrón naturaleza y desarrollo de los suelos.
2. Toma de muestra.
1. De cada perfil representativo de muestreo se tomarán tantas muestras como horizontes comprenda el perfil, siempre en orden de abajo hacia arriba.
2. La muestra se colectará de aproximadamente un kg de peso seco o cuando éste se encuentre húmedo deberá ser de dos kg.
3. La muestra será tomada de todo el espesor de la capa (horizonte) y a la misma profundidad.
4. Ocasionalmente dentro de un horizonte o varios del perfil del suelo, se presentan variantes como motas, manchas, etc., mismas que deberán ser muestreadas por separado y además de los análisis generales, para estas muestras se solicitarán análisis especiales.
5. Una vez obtenida la muestra, se registrará la misma conteniendo los datos siguientes: lugar, número de perfil, profundidad o espesor de la capa y fecha de muestreo.
3. Parámetros que deberán analizarse en cada muestra. 1. Los análisis de las muestras de suelo con fines de clasificación serán aquellos parámetros
que sirvan para definir las unidades de clasificación, así como a las subunidades de las mismas, cuando éstos sean distintivos de naturaleza química o física, ya que ocasionalmente las subunidades de clasificación se definen por otros parámetros que no son analíticos como: color, etc.
2. Una vez obtenidos los resultados de los análisis de las muestras de cada perfil y específicamente para cada uno de los horizontes de suelo, se analizarán conjuntamente con otros parámetros que se anotan en la descripción del perfil (color, estructura, consistencia, porosidad, etc.), asignando los horizontes genéticos del perfil del suelo y subdivisiones (nomenclatura FAO), posteriormente, se definen los horizontes de diagnóstico tanto superficiales como subsuperficiales con propósito de diagnóstico (Mólico, Umbrico, Hístico, Ocrico o Argílico, Nátrico, Cámbico, Espódico, Gypsico, etc.), presentes en el mismo y así, clasificar el suelo.
Informe Para la fácil identificación de la muestra, ésta debe incluir la información que se indica: 1. Nombre del interesado.
2. Nombre del lugar donde se extrajo. 3. Cultivo existente o que se pretende sembrar. 4. Número de perfil. 5. Espesor y número denominación del horizonte. 6. Fecha de colecta. 7. Observaciones.
Comentarios 1. Con el conocimiento y experiencia que se tenga en trabajos pedológicos, en algunas
condiciones particulares, climáticas o geológicas, se desarrollan características donde es conveniente realizar análisis adicionales a los de rutina, por ejemplo: hierro y aluminio extraíble en condiciones de acidez o en suelos de Ando, arcilla dispersable en agua, tipos y especies de arcilla, sobre todo cuando se trata de horizontes ferralíticos, argílicos, o bien para suelos con exceso de sales son necesarios algunos cálculos y determinaciones más específicas como contenido de yeso, RAS, etc., cuando se trata de definir unidades de suelos como los Solonetz, Solonchaks o Gypsisoles.
2. Es necesario realizar barrenaciones de referencia en toda el área de estudio para delimitar la superficie dominada por un perfil representativo.
3. Se describen las condiciones generales del sitio de referencia como: clima, topografía, vegetación, geología, altitud, etc. Una vez realizados los análisis y de acuerdo a sus características físicas, químicas, descripción del perfil y datos adicionales de clima, se ubicarán en una taxa de acuerdo al esquema de FAO/UNESCO/ISRIC o a la taxonomía de suelos.
Cuestionario de Unidad 2. Morfología del suelo. Materia Edafología. Grupo IA241 . Carrera I.A. IT Altamira.
1.- Defina suelo.-
2.- Indique cuales son los cuatro componentes principales del suelo. Además indique el contenido porcentual con base
en el volumen ocupado por un suelo de textura media y a capacidad de campo.
a) Componente __________ porcentaje ( )
b) Componente __________ porcentaje ( )
c) Componente __________ porcentaje ( )
d) Componente __________ porcentaje ( )
3.- Diga el concepto de morfología de suelos. R =
4.- Describa el significado de perfil de suelo e indique la utilidad agronómica de efectuar dicho perfil. R =
5a.- Describa en forma general que es un horizonte de suelo. R =
5b.- Indique cuales son los tres criterios generales para asignar y/o diferenciar a los diversos horizontes en campo, en el
perfil de suelos. R =
6.- Mencione las principales características para designar a un horizonte A. R =
7.- Indique cuales son las más importantes características para distinguir a un horizonte B R =
8.- Señale cuales son las características esenciales para asignar a un horizonte C R =
9.- Mencione cuales son las características fundamentales para asignar a un horizonte R R =
10.- Indique falso (F) o verdadero (V) después de cada oración. El contenido de arcillas en el horizonte C es mayor que el
encontrado en otros horizontes con avanzado desarrollo de edafización ( _____ ). El factor tiempo forma horizontes en
una forma más activa que el factor bioquímico ( _____ ). El horizonte C presenta un mayor grado de desarrollo y/o
edafización de suelo ( ______ ). El humus principalmente abunda en el horizonte B, en comparación con el horizonte A (
_____ ). En el horizonte A predomina la estructura de suelo granular ( _____ ). En el horizonte A se depositan por
iluvición el mayor contenido de oxidos de hierro ( _____ ).
11.- Diga en que horizontes (A, B, C, R) habitualmente abundan los siguientes materiales: Arcilla (Hor. ); Humus (Hor.
); Minerales secundarios de carbonato de calcio ( Hor. ); Materia orgánica (Hor. ); Roca firme caliza (Hor. );
Minerales secundarios de óxido de hierro (Hor. ); Agregados de estructura granular (Hor. ); Fragmentos de roca
caliza mezclada con mineral de calcita de tamaño de grava (Hor. ).
12.- Describa como llevaría a cabo un muestreo de suelos para fines de fertilidad de suelos en un terreno agrícola
dedicado a la siembra del sorgo y además como lo efectuaría en un terreno dedicado al cultivar de naranjo. R =
13. Indique tres análisis físico-químicos útiles de suelos, empleados para clasificar un suelo (diferenciar sus horizontes),
distinguir sus propiedades y estimar su fertilidad. R =
14. Mencione cuales son las dos principales clasificaciones taxonómicas de suelo aceptadas a nivel mundial. R =
15.- Según la Taxonomía de suelos USDA, mencione las principales características de los órdenes de suelo: a) Vertisols;
b) Mollisols. R =
16.- Según la Taxonomía de suelos USDA, indique las característicar principales de: a) un horizonte argílico; b) un
horizonte cálcico.
UNIDAD 3. FISICA DE SUELOS.
PROPIEDADES FISICAS DE LOS SUELOS
EL SUELO COMO SISTEMA DISPERSO
Una vez formado el suelo por los agentes y procesos de edafización,
se tiene una mezcla de materiales difícil de definir cuyas propiedades
dependen de su composición y de la manera en que están ligados sus
componentes. Nuestro primer objetivo en este caso es indicar cuáles
son esos componentes.
Si al suelo se le considera como un sistema disperso se pueden
diferenciar tres fases: una sólida, una líquida y una gaseosa; la
primera considera a los componentes inorgánicos y orgánicos y la
segunda el agua y la solución del suelo, la tercera la constituye el
aire (oxígeno, CO2, NH3,etc.).
La fase sólida posee mayor estabilidad y de esa propiedad nos
servimos para la caracterización del suelo. Las fases líquida y
gaseosa, son extremadamente inestables. Se analizará dichas fases,
respecto a su composición, constitución, propiedades y las relaciones
que las ligan entre sí con el suelo que condicionan.
La fase sólida es muy heterogénea y está formada por una mezcla de materiales que se
diferencian en su composición, constitución y propiedades. A todos estos fragmentos se les
puede separar y caracterizar de acuerdo con su tamaño, origen y propiedades.
LA TEXTURA DEL SUELO.
Se refiere a la proporción relativa de arena, limo y arcilla en el suelo.
Específicamente la clasificación de texturas se basa en la cantidad de partículas
menores de 2 mm de diámetro. Si las partículas mayores de 2 mm están presentes en
cantidades significativas, al nombre de la textura se le agrega un adjetivo apropiado
como gravoso o pedregoso. Las fracciones según tamaño (arena, limo y arcilla) se
denominan separados del suelo. Los límites de tamaño, de acuerdo con los sistemas
Americano e Internacional aparecen en el Cuadro 4.1.
Antes de 1947, el separado arena muy gruesa, en el Sistema Americano se
llamó "grava fina", actualmente la grava fina incluye partículas entre 2 y 12.5 mm de
diámetro y el "limo" a aquellas partículas de 0.05 a 0.002 mm.
La Clasificación Internacional se basa en la escala de Atterberg. Como ventaja
se considera su simplicidad y que la diferencia logarítmica entre los valores de las
diferentes fracciones es un número entero, lo que supone una ventaja para las
representaciones gráficas. Nosotros podremos usar indistintamente cualquiera de los
dos sistemas.
Cuadro 4.1. Los separados del suelo y su variación en diámetro. Sistemas Americano
e Internacional.
Fracciones
Límites de los diámetros en milímetros (mm)
Clasificación Americana Clasificación Internacional
Arena muy gruesa 2.0 - 1.0
ARENA GRUESA 1.0 - 0.5 2.0 - 0.20
Arena media 0.5 - 0.25
ARENA FINA 0.25 - 0.10 0.20 - 0.02
Arena muy fina 0.10 - 0.05
LIMO 0.05 - 0.002 0.02 - 0.002
ARCILLA Menos de 0.002 Menos de 0.002
La textura del suelo es una característica en extremo importante. Afecta las
propiedades físicas, químicas y biológicas. En términos generales los suelos se
dividen en suelos de textura gruesa y en suelos de textura fina.
En los suelos de textura fina predomina la arcilla y tienen una mayor superficie
activa, que en los suelos arenosos; poseen mayor capacidad de adsorción de
nutrientes; usualmente son más fértiles.
Los suelos arenosos son más porosos y permiten una más rápida infiltración del
agua. Sin embargo, los suelos arcillosos son de mayor capacidad de retención de
agua debido a su mayor área superficial; tienen un mayor espacio poroso (por su más
alta cantidad de microporos) total que los suelos arenosos. Esta diferencia se debe al
mayor número de microporos que funcionan reteniendo una mayor proporción de
agua. En los suelos arenosos hay más macroporos que funcionan en el movimiento
del aire y del agua.
EL TRIANGULO DE TEXTURAS Y SU USO
La textura del suelo se expresa por los nombres de las clases que se encuentran
en el triángulo de texturas (Fig. 4.1). Los nombres de las clases de suelos
básicamente consisten de los términos: arena, limo, arcilla y migajón o franco, usados
ya sea como nombres o adjetivos o ambos.
Si suficiente arcilla está presente el nombre de la clase textural del suelo
simplemente sería "arcilla". Sin embargo, si el suelo contiene un porcentaje suficiente
de arena apreciablemente modifica las propiedades impartidas por la arcilla, entonces
el nombre de la clase textural del suelo podría ser "arcilla arenosa". Cuando se
conocen los porcentajes de arena, limo y arcilla, el nombre de la clase textural se
determina fácilmente con el uso del triángulo.
Como una aplicación práctica para obtener la denominación de la clase de
textura se dan las siguientes cifras de los separados arena, limo y arcilla. Nota:
Primero encontrar el valor del porcentaje de arena, luego coincidir con el valor de limo
e interceptarlos con el valor de arcilla.
Arena (%) Limo (%) Arcilla (%) Clase de Textura
65 25 10 Migajón arenoso
20 20 60 Arcilla
20 70 10 Migajón limoso
Al observarse en el triángulo de texturas, las denominaciones en orden de finura
creciente son:
1. Arena 5. Migajón limoso 9. Migajón arcillo arenoso
2. Arena migajonosa 6. Limo 10. Arcilla arenosa
3. Migajón arenoso 7. Migajón areno arcilloso 11. Arcilla limosa
4. Franco 8. Migajón arcilloso 12. Arcilla
100
---------- Porciento de arena--------------
Fig. 4.1. Triángulo de Texturas (para determinación de clase textural).
Pedregoso – Se denomina de esta forma a suelos que contienen suficientes
piedras como para interferir o impedir el laboreo o prácticas de cultivo. Para que un
suelo sea clasificado como pedregoso debe tener un 0.01% de la superficie cubierta
con piedras. Este término se utiliza para modificar las clases texturales del suelo como
migajón arcillo-pedregoso o migajón arcilloso, fase pedregosa.
Terreno pedregoso - Areas que contienen suficientes piedras como para impedir
el uso de la maquinaria; usualmente de 15 a 90% de la superficie está cubierta de
piedras. Es un tipo misceláneo de terreno.
ANALISIS MECANICO (DETERMINACION DE LA CLASE TEXTURAL).
A la determinación del porciento de arena, limo y arcilla se le denomina análisis
mecánico. Existen varios métodos para hacer un análisis mecánico, pero solamente
dos han sido los más comúnmente aceptados; el método de la pipeta y el método del
hidrómetro (de Bouyoucos y el modificado por Day, 1965)*. Ambos métodos se basan
en la proporción diferencial de asentamiento de las partículas del suelo en el agua.
Las partículas suspendidas en el agua se asientan diferencialmente
dependiendo de la cantidad de superficie por unidad volumen. Las partículas de arcilla
tienen una gran área superficial por unidad volumen y se asientan lentamente,
mientras que las partículas de arena se asientan rápidamente debido a su baja
superficie específica.
Las muestras de suelo que se analizan se secan, muelen y tamizan en malla de
2 mm. A las partículas inferiores a 2 mm se les trata con agua oxigenada, calentando
la mezcla a la plancha para eliminar la materia orgánica. Una consideración
importante radica en el hecho de que comúnmente las partículas mayores a 2 mm de
diá metro se eliminan, es decir, no se cuantifican y esta medida es muy útil para la
caracterización de la pedregosidad.
* Paul R. Day (1965) Particle Fraction and Particle-Size Analysis. In Black (editor)
Methods of Soil Analysis Agronomy 9, Part 1 Pág: 545567.
En el cuadro 4.2. se presentan los límites de los porcentajes de arena, limo y
arcilla de las diferentes clases texturales y sus respectivos símbolos.
Cuadro 4.2. Porcentajes de Arena, Limo y Arcilla en las Clases Texturales de Suelos.
CLASE TEXTURAL LIMITES EN PORCENTAJES
Denominación Símbolo ARENA LIMO ARCILLA
Arena A 85-100 0-15 0-10
Arena migajosa Am 70-90 0-30 0-15
Migajón arenoso Ma 43-80 O-50 0-20
Franco F 23-52 28-50 7-27
Migajón 1imoso MI O-50 50-88 0-27
Limo L 0-20 80-100 0-12
Migajón arcillo arenoso Mra 45-80 0-28 20-35
Migajón arcilloso Mr 20-45 15-53 27-40
Migajón arcilloso limoso Mrl 0-20 40-73 27-40
Arcilla arenosa Ra 45-65 0-20 35-45
Arcilla limosa Rl 0-20 40-60 40-60
Arcilla R 0-45 0-40 40-100
Otros términos relativos al esqueleto grueso en el suelo son los siguientes:
Fragmentos gruesos.- Son partículas de rocas o minerales mayores de 2 mm de
diámetro.
Piedras.- Son fragmentos de roca mayores de 25 cm de diámetro si son redondeadas
y mayores de 35 cm a lo largo del eje mayor si son planos.
Pedregosidad.- Es el término que se usa en la clasificación de los suelos y que se
refiere a la proporción relativa de las piedras en y sobre el suelo.
Una vez eliminada la materia orgánica, la muestra se dispersa con algún
compuesto químico como el oxalato y el metasilicato de sodio o el calgón
(Hexametafosfato de sodio). Este último ha sido considerado como el más efectivo.
Después de que los agregados del suelo han sido dispersados se efectúa la
separación de las partículas de arena, limo y arcilla. La proporción con la cual las
partículas se asientan puede ser calculada usando la Ley de Stokes.
En el método de Bouyoucos y el de Day la cantidad de partículas en suspensión
es determinada usando un hidrómetro para medir la densidad de la suspensión la
diferencia entre métodos, son el tiempo de las lecturas del hidrómetro; el de
Bouyoucos toma dos lecturas a los 40 seg y a las 2 horas y el de Day toma unas 9
lecturas a diferentes intervalos en un tiempo de 12 horas. Cabe aclarar que el método
de Bouyoucos es un método calibrado y no sigue la Ley de Stokes, a diferencia del de
Day que sí la considera siendo esto una explicación de los distintos números y
tiempos de lecturas.
Otro método que también se basa en la Ley de Stokes es el método de la
Pipeta, en el cual, una porción de la suspensión es sacada con una pipeta a un tiempo
y profundidad definidos, se evapora y la cantidad del material del suelo se determina
por pesada.
La Ley de Stokes en general considera entre otros parámetros la velocidad de
caída de una partícula (expresada en cm/seg), radio de la partícula (cm),densidad de
la partícula (g/cm3), densidad del líquido (g/cm3), coeficiente de viscosidad del agua
(g/cm/seg) y aceleración de la gravedad (cm/seg2).
El método de Bouyoucos se recomienda actualmente, se lleva acabo como
análisis de rutina en Laboratorios de suelo, ya que determina la textura en forma más
rápida.
7.1.9. La determinación de la textura del suelo por el procedimiento de Bouyoucos se realizará a través del método AS-09. Según Norma Oficial Mexicana, NOM-023-RECNAT-2001.
Principio y aplicación
Método para la determinación de la textura del suelo por el procedimiento de Bouyoucos. La textura del suelo define como la proporción relativa de grupos dimensionales de partículas. Proporciona una idea general de las propiedades físicas del suelo. Su determinación es rápida y aproximada. En general el problema es separar los agregados y analizar sólo las partículas. En el presente método se elimina la agregación debida a materia orgánica y la floculación debida a los cationes calcio y magnesio. No se eliminan otros cementantes como carbonatos. El tiempo de lectura se ha escogido de 40 segundos para la separación de partículas mayores de 0.05 mm (arena) y de 2 horas para partículas de diámetro mayores de 0.002 mm (limo y arena). Estos límites han sido establecidos por el Departamento de Agricultura de Estados Unidos y se han usado para construir el triángulo de texturas.
Reactivos
1. Agua oxigenada al 30%.
2. Oxalato de sodio saturado. Disolver 30 g de oxalato de sodio en 1 litro de agua.
3. Metasilicato de sodio con 36 g L-1 de lectura con el hidrómetro. Disolver 50 g de matasilicato de sodio en 1 litro de agua ajustar la solución hasta que se obtenga una lectura de 36 con el hidrómetro.
4. Hexametafosfato de sodio (calgón). Disolver 50 g de (Na3PO3)6 en agua destilada y aforar a un litro.
Material y equipo 1. Hidrómetro de Bouyoucos con escala de 0-60. 2. Probetas de 1000 cc.
3. Cilindro de Bouyoucos. 4. Agitador con motor para dispersión. 5. Agitador de mano. 6. Termómetro de -10 a 110°C.
Procedimiento 1. Pesar 60 g de suelo de textura fino o 120 g de suelo de textura gruesa en un vaso de
precipitados de 500 ml agregar 40 ml de agua oxigenada y poner a evaporar hasta sequedad, agregar otros 40 ml y observar la reacción. Evaporar nuevamente a sequedad. Repetir hasta que no haya efervescencia al agua oxigenada.
2. En general dos ataques son suficientes para la mayoría de suelos. Después de eliminar la materia orgánica y llevar a sequedad el suelo, pesar 50 g de suelo de textura arcillosa o 100 g de suelo de textura arenosa y ponerlos en un vaso de precipitados de 250 ml. Adicionar agua hasta cubrir la superficie con una lámina de 2 cm. Agregar 5 ml de oxalato de sodio y 5 ml de metasilicato de sodio y dejar reposar durante 15 minutos. Si el suelo tiene mucha arcilla puede prolongarse el tiempo hasta media hora.
3. Pasar las muestras de los vasos de precipitado a las copas del agitador mecánico, pasando todo el material con la ayuda de una piceta. Activar los agitadores y proceder a dispersar cinco minutos. Al finalizar el tiempo de agitación, bajar la copa del dispersor y pasar el contenido a una probeta de 1000 ml o al cilindro de Bouyoucos enjuagando la copa con ayuda de una piceta.
4. Agregar agua destilada hasta completar un litro con el hidrómetro dentro de la suspensión en el caso de la probeta y si utiliza el cilindro de Bouyoucos llevar a la marca inferior (1113 ml) con el hidrómetro dentro de la suspensión. Sacar el hidrómetro y suspender el suelo con un agitador de mano operando durante un minuto.
5. Tomar las lecturas del hidrómetro a los 40 segundos y después de 2 horas de terminada la dispersión con el agitador de mano.
6. Para hacer una lectura, colocar el hidrómetro dentro de la probeta 20 segundos antes del momento de la determinación, cuidando de alterar lo menos posible la suspensión. Después de hacer la lectura se seca el hidrómetro, se lava, se seca y se toma la temperatura. Si por alguna razón al hacer la lectura se acumula espuma alrededor del hidrómetro, agregar unas gotas de alcohol etílico.
Cálculos Corregir las lecturas del hidrómetro agregando 0.36 por cada grado centígrado arriba de 19.5°C
restando la misma cantidad por cada grado abajo de dicha temperatura (tabla de corrección por temperatura). La lectura a los 40 segundos multiplicada por 2 es igual al porcentaje de arcilla más limo. Restando de 100 se obtiene el porcentaje de arena. La lectura obtenida a 2 horas multiplicadas por 2 es igual al porcentaje de arcilla. El porcentaje de limo se obtiene por diferencia. Cuando se usan 100 g no debe multiplicarse por 2 ya que el hidrómetro está calibrado en porcentajes considerando 100 g de suelo. Con los porcentajes de limo, arena y arcilla se determina la textura correspondiente con el triángulo de texturas.
TABLA DE CORRECCION POR TEMPERATURA
TEMP. °C CORRECCION TEMP. °C CORRECCION
15.0 - 1.62 21.5 + 0.18
15.5 - 1.44 22.0 + 0.90
16.0 - 1.26 22.5 + 1.08
16.5 - 1.08 23.0 + 1.26
17.0 - 0.90 23.5 + 1.44
17.5 - 0.72 24.0 + 1.62
18.0 - 0.54 24.5 + 1.80
18.5 - 0.36 25.0 + 1.98
19.0 - 0.18 25.5 + 2.15
19.5 - 0 26.0 + 2.34
20.0 + 0.18 26.5 + 2.52
20.5 + 0.36 27.0 + 2.70
21.0 + 0.54 27.5 + 2.858
28.0 + 3.06
INTERPRETACION DE RESULTADOS
Clave Clase de textura
R Arcillosa
Rl Arcillo limosa
Ra Arcillo arenosa
Cr Franco arcillosa
Crl Franco arcillo limosa
Cra Franco arcillo arenosa
C Francosas
Cl Franco limosa
L Limosa
Ca Franco arenosa
Ac Areno francosa
A Arenosa
DETERMINACION DE LA TEXTURA EN EL CAMPO.
La textura del suelo también puede determinarse directamente en el campo. En
general debe considerarse como una estimación y el procedimiento consiste en tomar
entre los dedos una pequeña fracción de suelo, humedecerlo y frotarlo o moldearlo.
De acuerdo a la sensación o forma, se establece la clase textural.
Las normas que tradicionalmente se siguen son: la dominancia de arena da una
sensación como de lija (rasposo); la dominancia en limo produce una sensación a
jabón y; la dominancia en arcilla origina un material pegajoso y moldeable. También es
común diferenciar a los suelos arcillosos de los francos por las formas que pueden
moldearse. Con ambos suelos es posible hacer cordones redondeados entre las
manos, pero sólo con las arcillas pueden formarse anillos. En la figura 4.2 se ilustra lo
anterior.
(PEGAJOSO)
(MOLDEABLE SE (JABONOSO)
HACEN CORDONES)
FIG. 4.2 PATRONES CARACTERISTICOS EN LA DETERMINACION DE LA TEXTURA EN EL CAMPO.
Es importante que los técnicos que traten de evaluar la textura en el campo
efectúen comparaciones entre los resultados analíticos y su sensación al tacto.
--- aqui
USOS DE LOS DATOS DE LA TEXTURA
La textura es una de las propiedades morfológicas más importantes y de mayor
utilidad en la caracterización de los suelos.
Los usos que pueden darse a la información sobre la textura es variable, a
continuación se mencionan algunas de ellas:
1. En la denominación y nomenclatura de horizontes, son empleados los datos de
textura, por ejemplo cuando se hace referencia al horizonte B2t, significa que esta
capa de suelo u horizonte presenta una acumulación de acumulación de arcilla. Dicho
horizonte, puede catalogarse dentro de la Clasificación de Suelos (es una area de la
Edafología que caracteriza morfológicamente, física, biológicamente y químicamente a
las distintas clases de suelo) como Horizonte ARGILICO. Para su caracterización o
denominación, se debe cumplir con la siguiente relación:
% Arcilla del Horizonte Subsuperficial (B2t) debe ser igual o mayor que (= ó >) 1.2
% Arcilla del Horizonte Superficial
Es decir, para que se considere un horizonte con acumulación de arcilla
(Argílico), éste deberá tener 1.2 veces más arcilla que el horizonte superior. Por tanto
los datos generados por el análisis de textura nos sirven para determinar las
proporciones de arcilla que tendremos en cada horizonte y podremos definir o
clasificar a un horizonte como Argílico (con acumulación de arcilla).
2. En la Clasificación de Suelos, se caracteriza a un grupo de suelos con el nombre de
VERTISOLES, siendo uno de sus atributos, el contar con 30% o más de arcilla hasta
la profundidad de los 50 cm (para la “FAO”) ó de 1 m (para el Departamento de
Agricultura de los Estados Unidos “USDA”). Cabe indicar que para ser Vertisol no es
suficiente que un suelo cumpla con la cantidad de arcilla; sino que, además, es
importante el tipo de arcilla, requiriéndose arcillas expandible del tipo de la
montmorillonita. Provocando que al humedecerse se hinchen y al secarse se
contraigan, formando grietas de al menos 1 cm de anchura y 50 cm de profundidad.
Cuando son de color negro, de acuerdo con la FAO, se les denomina Vertisoles
pélicos y cuando son de color rojizo Vertisoles crómicos. Los Vertisoles pélicos
constituyen a los suelos agrícolas más importantes de México; Ortiz (1985) reporta
que los vertisoles pélicos representan el 25% de los suelos agrícolas de riego y el 18%
de temporal.
Los Vertisoles tienen la propiedad de fijar NH4+, sobre todo bajo condiciones de
riego y con períodos continuos de humedecimiento y secado. De tal forma que el uso
de fertilizantes con ese radical debe ser cuidadoso.
3. Con propósitos de cartografía, es decir elaboración de mapas (principalmente de
suelos), la FAO considera únicamente tres clases texturales que son: las texturas
gruesas, medias y finas respectivamente. Cuyos límites en el triángulo de texturas se
indican en la figura 4.3. y en la figura 4.4 se muestra un mapa esquemático de la
distribución de las Texturas de los suelos dominantes en México.
4. Un aspecto relacionado con la trabajabilidad del suelo está dado con las
denominaciones de suelos LIGEROS y suelos PESADOS. En los primeros dominan
las arenas y son fáciles de trabajar y en los segundos dominan las arcillas y ofrecen
dificultades en sus labores.
Trabajos recientes han mostrado una estrecha relación entre la textura y los
implementos agrícolas. Particularmente con los tipos de arados. Un ejercicio muy
adecuado, sería establecer los implementos que se utilizan en una región en función
de la textura de los suelos.
5. Una información que particularmente se tiene interés en mostrar en esta parte, es la
relación textura - cultivos. En el cuadro 4.4 se presentan las clases texturales óptimas
para algunos cultivos en condiciones de secano. En el cuadro 4.5 se reportan las
tolerancias de diferentes cultivos a texturas pesadas (arcillosas) y en el cuadro 4.6 la
relación cultivos-texturas con la nomenclatura de la FAO (gruesa, media y fina).
Otro aspecto relevante, es el relacionado con el conocimiento empírico; en
diferentes áreas de nuestro país, existe el consenso que las "tierras arenosas" son las
menos productivas, mientras que los "barros" son los mejores suelos. Además, las
"lamas", limos o sedimentos de las corrientes de agua, se les atribuye propiedades de
gran fertilidad considerándolos como abonos.
+ = Adecuado, (+) = Marginal.
DENSIDAD DEL SUELO.
La densidad se considera como el peso por volumen unitario de sustancia,
reportada comúnmente en g/cm3. Simbólicamente la densidad se representa por:
D = _p_
v
Donde:
D = Densidad, g/cm3
p = Peso, g
v = Volumen, cm3
En el cuadro 4.7, se presentan las densidades aproximadas de algunos
materiales. A partir del cual y en forma general, puede establecerse que a mayor
densidad, mayor dureza de materiales.
En el estudio de Suelos se distinguen dos tipos de densidad:
1) La Densidad Real o de Partículas (Dr), cuya fórmula es:
Dr = P .
Volumen real
2) La Densidad Aparente (Dap), cuya fórmula es:
Dap = P .
Volumen aparente
La diferencia entre ambos volúmenes, se establece mediante la igualdad:
Volumen aparente = Volumen Real (de partículas) + Volumen Vacío (en poros)
Es decir, la diferencia entre ambas densidades radica en el volumen que se
considere. Esto es, la densidad real involucra al volumen de las partículas únicamente,
mientras que, la densidad aparente se calculará con el volumen de las partículas y el
volumen vacío (o Espacio Poroso).
La Densidad de Partículas (Densidad Real) en la práctica es difícil de
determinar, por los métodos que para ello se utilizan, en clasificación de suelos se ha
convenido en adoptar el valor de 2.65 g/cm3 como la Densidad real de todos los
suelos. Dicho valor se considera como el promedio aproximado de los minerales
dominantes; cuarzo, feldespatos, micas y minerales arcillosos.
DENSIDAD APARENTE
La Densidad Aparente (Dap) puede obtenerse por varios métodos, de los cuales
los tres más comunes son:
(1) Método de la Excavación (2) Método del Cilindro, y (3) Método de la Parafina.
Método de la Excavación.
Este método se considera como el más impreciso, pero tiene la ventaja de ser el
más rápido. Para su realización se requiere de una pala, una balanza, una probeta,
bolsas de plástico y agua.
Con la pala se efectúa una excavación en forma de un cubo de aproxi-
madamente 30 cm por lado. Todo el suelo extraído se coloca en una bolsa y se pesa
en la balanza, obteniéndose el valor de P.
El hueco dejado por la excavación se cubre completamente con las bolsas de
plástico y se agrega agua hasta llenar la excavación, midiendo el volumen agregado
con la probeta. Siendo el valor de V.
Finalmente se obtiene la relación P/V, que corresponde al dato de Dap.
Método del Cilindro.
Partiendo de un cilindro de volumen conocido, se entierra en el suelo y se rasa
(se rellena hasta el tope) el cilindro, para que el volumen sea exacto. El material con-
tenido en el cilindro se seca y se pesa. Nuevamente la relación P/V origina la Dap.
Método de la Parafina (uso habitual en Laboratorios de Suelos).
Se escogen algunos terrones de suelo, que se secan a la estufa (110oC de tem-
peratura) durante toda la noche obteniéndose P. Los terrones secos se amarran con
hilo y se sumergen en parafina (con densidad de 0.9 g/cm3), hasta cubrirlos
completamente. Los terrones con parafina se pesan, este dato lo simbolizaremos
como Pa. La diferencia Pa - P, nos proporciona el peso de la parafina. El terrón con
parafina se pesa inmerso en el agua, por el principio de Arquímides, dicho peso se
transforma en el volumen del terrón con parafina, lo denominaremos Va. El volumen
del terrón que es el dato que nos interesa se obtiene, de la manera siguiente:
V terrón = Va - ( Pa - P )
0.9
Finalmente, al dividir P/V terrón se genera el dato de la Dap.
El último método de la parafina, es el considerado como más exacto, sin
embargo, es importante hacer notar que pueden existir métodos diferentes, este
método es usado comúnmente en los Laboratorios de Suelos.
Los suelos arenosos tienen densidades aparentes (1.6 a 1.9 g/cm3) mayores que
los de texturas finas (1.0 a 1.6 g/cm3).
En suelos "in situ" las densidades aparentes aumentan con la profundidad por
los niveles más bajos de materia orgánica en el subsuelo.
USOS DE LA DENSIDAD APARENTE.
La densidad aparente en un dato muy valioso, que se utiliza en diferentes
cálculos y en caracterización de capas de suelos; las más comunes se citan a
continuación:
1) Capas Endurecidas.
Una capa endurecida de suelo generalmente tiene densidades mayores a 2.0
g/cm3, las cuales, provocan problemas para el desarrollo de las raíces de los cultivos.
2) Presencia de Amorfos.
En clasificación de suelos, la densidad aparente se utiliza en la caracterización
de un suelo denominado ANDOSOL (FAO, 1975). Estos suelos tienen densidades
menores a 0.85 g/cm3. Generalmente se asocian tales valores (de densidad) con la
presencia de amorfos, como el alofano y con problemas para la fertilización fosfórica
de cultivos y para el encalado. Etchevers y Lourdes Huerta (1986) recomiendan para
estos suelos uso del método del cilindro.
3) Grado de Intemperización.
El grado de intemperización se determina comparando las densidades de los
horizontes superficiales con la del horizonte C.
--- aquí
4) Cálculo del Peso de una Capa de Suelo.
El cálculo del peso de una capa de suelo, es un dato indispensable para
expresar muchos datos analíticos en Kg/ha. Para obtener este dato se emplea la
fórmula:
P = Dap x E x S
Donde:
P = Peso en Ton/ha.
Dap = Densidad aparente en ton/m3 (no sufre ninguna transformación el valor en
g/cm3).
E = Espesor de la capa en m.
S = Superficie, generalmente referida a 1 Ha = 10,000 m2.
Generalmente es de interés calcular el peso de la capa arable (u Horizonte Ap),
que varía en su espesor de acuerdo al tipo de tracción agrícola que se utilice. Una
yunta genera horizontes Ap de 15 a 20 cm, mientras que, un tractor de 20 a 30 cm de
profundidad de suelo.
Por ejemplo si deseáramos calcular el peso (P) de una capa de 20 cm de
espesor (E) con una Dap = 1.25 g/cm3 en una hectárea (S = 10000 m2), tendríamos:
P = Dap x E x S
P = 1.25 ton/m3 x 0.20 m x 10 000 m2.
P = 2500 ton.
En el cuadro 4.8 se reporta el peso de una capa de suelo en una hectárea para
diferentes espesores y densidades aparentes.
Cálculo para determinar el contenido nutrimental en suelos (caso de fósforo “ P
”) en Kg/Ha. Según análisis químico de suelo, reporta para dos suelos 1 y 2 un
contenido de 5 ppm de P. Nos interesa saber por lo tanto el contenido de P en Kg/Ha
en la capa arable de 20 cm de espesor de dos suelos respectivamente, el suelo 1
tiene una Dap1 = 1.25 g/cm3 y el suelo 2 cuenta con una Dap2 = 1.8 g/cm3.
Al transformar el contenido de fósforo (5 ppm) en Kg/Ha tendríamos:
SUELO 1 con Dap = 1.25 g/cm3; su peso sería de 2500 ton (ver tabla anterior).
Que es igual a 2.5 X 106 Kg
Contenido de fósforo 5 ppm = 5 X 10-6 Kg.
Fósforo = (2.5 X 106 Kg) X (5 X 10-6 Kg) = 12.5 Kg/Ha.
SUELO 2 con Dap = 1.8 g/cm3; su peso sería de 3600 ton (ver tabla anterior).
Que es igual a 3.6 X 106 Kg.
Contenido de fósforo 5 ppm = 5 X 10-6 Kg.
Fósforo = (3.6 X 106 Kg) X (5 X 10-6 Kg) = 18 Kg/Ha.
5) Espacio Poroso
El espacio poroso (Ep) es la porción del suelo no ocupada por partículas sólidas.
El espacio poroso está ocupado por aire y agua. El arreglo de las partículas sólidas
del suelo determina la cantidad de espacio poroso.
Los suelos arenosos superficiales tienen del 35 al 50% de Espacio Poroso (Ep),
mientras que los suelos de texturas más finas tienen del 40 al 60%.
El cálculo del Ep se realiza a través de la fórmula:
Ep = 100 ( 1 – Dap , )
Dr
Donde:
Ep = Espacio Poroso, en %.
Dap = Densidad aparente en g/cm3.
Dr = Densidad real, generalmente igual a 2.65 g/cm3.
En el cuadro 4.9 se indican los Ep de acuerdo a diferentes Dap.
6) Láminas de Riego
Para determinar la lámina de agua de riego, que es necesaria para aplicar a un
suelo, para mojarlo a la capacidad de campo, en determinado espesor, se usa la
fórmula:
L(cm) = (Hcc – Hpm) X Dap E ,
100
Donde:
L(cm) = Lámina de agua en cm.
Hcc = % humedad a la capacidad de campo.
Hpm = % humedad al punto de marchitamiento.
Dap = Densidad aparente en g/cm).
E = Espesor considerado del suelo en cm.
ESTRUCTURA DEL SUELO.
La estructura se refiere a el arreglo de las partículas del suelo. Un "ped" o
gránulo es un agregado natural del suelo. Los agregados en el suelo son a menudo
separados de los peds adyacentes por superficies de poca consistencia. La estructura
afecta la penetración del agua, el drenaje, la aireación y el desarrollo de raíces,
afectando así la productividad del suelo y las facilidades de labranza. La estructura,
especialmente en el suelo superficial puede ser alterada por las labores de cultivo
mientras que la textura no cambia por las operaciones usuales de laboreo.
El tipo de estructura del suelo se determina por la forma general de los
agregados. La clase de estructura se determina por el tamaño de los agregados y el
grado de la estructura es dependiente de la estabilidad o cohesividad de los
agregados. Los varios tipos de estructura se discuten más ampliamente en el Cuadro
4.10 y un resumen más completo de estas características aparecen en el Cuadro 4.11.
Las partículas de arcilla son laminares en estructura y en suelos de buena
agregación las placas o láminas son más o menos orientadas al azar y mezcladas con
partículas de arena y limo, cuando los suelos mojados están sujetos a presión las
placas de arcilla húmeda actúan como lubricantes y es posible su orientación
produciendo los suelos lodosos.
El secado de las arcillas humedecidas produce efectos de cementación
suficientemente fuertes para mantener la agregación aún si el suelo es rehumedecido.
La estabilización de agregados después de la deshidratación es el resultado de la
floculación debida a la concentración mayor de sales, al secado irreversible de
materiales orgánicos muscilaginosos, a la precipitación del CaCO3 o a la
deshidratación irreversible de los hidróxidos de Fe al Al.
El apelmazamiento de los agregados del suelo disminuye el tamaño de los
macroporos, la permeabilidad y la aireación. Las labores de preparación de cultivo en
esos casos llegan a ser difíciles debido a la condición dura del suelo.
Los peds en suelos deficientemente agregados se deslíen o desintegran cuando
están húmedos. El efecto de desintegración resulta de la acción explosiva del aire
atrapado cuando es comprimido por el agua absorbida por los terrones a través de la
acción capilar, por hinchamiento diferencial y por la disolución de los agentes
cementantes solubles en el agua. Al desleírse los agregados en la superficie decrece
la permeabilidad del suelo y aumenta la escorrentía y el peligro de erosión.
LA FORMACION DE AGREGADOS
La floculación es el primer paso en la agregación del suelo. La cementación o
estabilización de los flóculos los convierte en agregados. La mayoría de los coloides
del suelo son de carga eléctrica negativa. La floculación ocurre después de que los
coloides negativos son neutralizados por los cationes adsorbidos. Los iones altamente
hidratados
como Na+ son muy grandes para que los coloides del suelo se neutralicen por
completo originando la repulsión de partículas negativas y la dispersión. Los iones pe-
queños y divalentes como el H+, Ca++ o Mg++, neutralizan más efectivamente los
coloides del suelo que el Na+, produciéndose la floculación y agregación en los suelos.
Además de la naturaleza de los iones adsorbidos, otros factores que influyen en
la génesis de los gránulos del suelo son: 1) el humedecimiento y secado; 2) las
heladas y el deshielo; 3) la actividad física de las raíces y animales del suelo; 4) la
influencia de la degradación de la M. O. y de las excreciones de los microorganismos
y de otras formas de vida 5) el laboreo del suelo.
De todos estos factores probablemente el de mayor importancia sea la M.O. Las
propiedades electroquímicas del humus, tanto como de la arcilla, son efectivas en la
organización y estabilización posterior de los agregados. Los desechos y otros
productos viscosos microbianos también favorecen el desarrollo granular y ejercen
una influencia estabilizadora. La granulación de un suelo arcilloso no puede ser
provocada adecuadamente sin la presencia de una cierta cantidad de humus.
El laboreo tiene efectos favorables y desfavorables en la granulación. Las
labores afloran el suelo, incorporan la materia orgánica, rompen los terrones y
producen una mejor cama para el cultivo, lo cual es benéfico.
Cuando por otra parte se laborea por mucho tiempo se tienen efectos
degenerativos en los gránulos del suelo superficial y ésto se debe a la oxidación de la
M.O., a la alteración de agregados por el efecto del tránsito de equipos pesados que
producen, en último caso, una compactación.
Mientras que algunos agregados son muy estables otros no y aparentemente
estas diferencias se relacionan con: la presencia O ausencia de ciertos agentes
cohesionantes de la tierra, el tipo de arcilla predominante ya que la kaolinita produce
gránulos más estables que la montmorillonita y otros compuestos inorgánicos como
los óxidos de Fe.
---Aqui09
CONSISTENCIA DEL SUELO.
Se define como la resistencia de un material a la deformación o ruptura, o bien al
grado de cohesión o adherencia de la masa del suelo.
La consistencia se describe bajo tres condiciones de humedad del suelo:
mojado, húmedo y seco, según se presente en el campo.
Consistencia del suelo mojado.- Se refiere a contenidos de humedad en el suelo algo
mayores a la capacidad de campo. En estas condiciones el suelo se caracteriza por
sus propiedades de adherencia y plasticidad.
“Los grados de adherencia” se describen por los términos: no adherente, ligeramente
adherente, adherente y muy adherente.
“Plasticidad”.- Es la propiedad del suelo que se refiere a las posibilidades de cambiar
de forma en su masa cuando se le somete a una determinada presión y la de retener
esta forma adquirida al eliminar la presión.
Para determinar la plasticidad en el campo, es fácil observar si se forman o no
tiras con el material del suelo. Los términos usados para describir esta propiedad
(plasticidad) son: no plástico, ligeramente plástico, plástico y muy plástico.
Consistencia del suelo húmedo.- El contenido de humedad está aproximadamente
entre el suelo secado al aire y la capacidad de campo. La mayoría de los suelos en
estas condiciones tienen una consistencia que se caracteriza por: 1) una tendencia a
desmenuzarse en fracciones pequeñas más bien que en polvo; 2) alguna deformación
precede a la ruptura; 3) ausencia de friabilidad y 4) capacidad del material a
permanecer en su forma original cuando está presionado en conjunto. La resistencia
del material del suelo decrece con el contenido de humedad. Esta consistencia se
define por los términos: suelta, muy friable, friable, firme, muy firme, extremadamente
firme.
El término compacta podría usarse solamente para denotar una combinación de
consistencia firme y una condición sólida de las partículas. Puede dársele los grados
de "muy" y "extremadamente" compacta.
Consistencia en suelo seco.- Se caracteriza por las propiedades de rigidez, friabilidad,
resistencia máxima a la presión y mayor o menor tendencia a romperse en fragmentos
más bien de aristas vivas y la incapacidad del material fragmentado a adherirse otra
vez cuando se le presiona en conjunto. Para juzgar esta consistencia se utiliza una
masa de suelo secada al aire y se intenta desintegrarla con la mano. Los términos a
usarse son: suelta, suave, ligeramente dura, dura, muy dura y extramadamente dura.
Consistencia para el suelo cementado.- La cementación del material del suelo se
refiere a una consistencia dura causada por sustancias cementantes diferentes a los
minerales arcillosos tales como CaCO3), Si02, u óxidos o sales de Fe y Al, son
llamadas también, concentraciones de origen pedogenético. La cementación es poco
alterada por el humedecimiento; la dureza y friabilidad persisten en condiciones
húmedas. Algunas capas cementadas con CaCO3) se suavizan algo al humedecerse.
Las descripciones de la cementación implican que tal condición es poco alterada por
el humedecimiento excepto que se indique lo contrario. Si la cementación es alterada
por el humedecimiento debe indicarse en la descripción de los suelos. Los términos
usados son: débilmente cementado, fuertemente cementado y endurecido.
COLOR DEL SUELO.
El color del suelo es probablemente la característica más obvia y la que más
fácilmente puede observarse. Una persona con experiencia en un área puede
relacionar el color del suelo con algunas propiedades físicas, químicas y biológicas
específicas de esa área.
El color de los horizontes del suelo puede ser uniforme o estar moteado,
manchado, veteado o matizado. El moteado generalmente se debe al mal drenaje; las
manchas a la acumulación de cal, materia orgánica y al estado de oxidación del hierro
(Fe); el veteado a infiltraciones de los coloides orgánicos y óxidos de hierro
procedentes de las capas superiores; el matizado también a infiltración, pero
frecuentemente ocurre cuando el material madre está completamente intemperizado.
El color puede ser heredado de la roca madre de donde procede el suelo o es el
resultado de cambios importantes en el perfil de suelos. El color tiene relaciones
importantes con el clima y contenido de materia orgánica. En una provincia climática
los suelos derivados de diferente material madre pueden tener las mismas
características de color e inversamente, los suelos originados por un material madre
idéntico pueden diferir grandemente cuando desarrollados en climas distintos (esto
demuestra la importante influencia del clima en el color del suelo).
Aunque es posible hacer algunas generalizaciones. El color negro usualmente
indica presencia de materia orgánica; el color rojo al óxido de hierro libre; colores
grises y azules son relacionados con suelos mal drenados.
Los colores del suelo se miden más convenientemente por comparación con la
carta de colores de suelos de Munsell. Esta carta consiste de 175 diferentes papeles
coloreados, sistemáticamente arreglados de acuerdo con las anotaciones Munsell.
El arreglo de los colores, es por matiz o tinte, brillo o pureza e intensidad o
saturación, las tres variables simples que en combinación dan todos los colores,
según la tabla de Munsell, la determinación del color comprende los aspectos de:
Matiz o Tinte (HUE). Se refiere al color espectral y se relaciona con la longitud de
onda de la luz dominante.
Brillo o pureza (VALUE). Se refiere a la tenuidad del color y es una función
(aproximadamente de raíz cuadrada) de la cantidad total de la luz.
Saturación o intensidad (CHROMA). Es la fuerza del color espectral y aumenta
conforme disminuye el gris.
El uso de la tablas de Munsell permite que la determinación del color del suelo
se efectúe en forma estandarizada
Es importante hacer notar que el color del suelo se determina en el campo sobre
caras de terrones recientemente expuestas, tanto en seco como en húmedo y ésta
última es de mayor importancia en Clasificación de Suelos. En ocasiones se muele la
muestra y se determina su color pero éste comúnmente resulta diferente al color de un
terrón del mismo suelo.
REGIMENES DE TEMPERATURA DE LOS SUELOS SEGÚN LA TAXONOMIA DE SUELOS “USDA”
Se usan los siguientes regímenes de temperatura de los suelos para definir clases en diferentes
niveles categóricos en la Taxonomía.
Pergélico. (L. per, a través del tiempo y el espacio, gelare, congelarse; indica congelamiento permanente).
Los suelos tienen una temperatura media anual de < 0ºC son suelos que tienen permafrost si son húmedos o
tienen un congelamiento seco si no hay exceso de agua.
Críico. (Gr. Cryos, frío; indica suelos muy fríos). En este régimen la temperatura media anual de los suelos es
> 0ºC, pero es < 8ºC. Los suelos críicos que tienen un régimen de humedad ácuico corrientemente son
disturbados por el congelamiento.
Frígido. El suelo es más cálido en verano que en un régimen críico pero su temperatura media anual es < 8ºC
y la diferencia entre la temperatura media del suelo del verano y del invierno es > 5ºC, a 50 cm de
profundidad, o a un contacto dénsico, lítico o paralítico, lo que sea más superficial.
Mésico. La temperatura media anual del suelo es > 8ºC, pero < 15ºC, y la diferencia entre la temperatura
media del suelo del verano y del invierno es > 5º C, a 50 cm de profundidad o a un contacto dénsico, lítico o
paralítico, lo que sea más superficial.
Térmico. La temperatura media anual del suelo es > 15ºC, pero < 22ºC, y la diferencia entre la temperatura
media del suelo del verano y del invierno es > 5º C, a 50 cm de profundidad o a un contacto dénsico, lítico o
paralítico, lo que sea más superficial.
Hipertérmico. La temperatura media anual del suelo es > 22ºC, y la diferencia entre la temperatura media del
suelo del verano y del invierno es > 5º C, a 50 cm de profundidad o a un contacto dénsico, lítico o paralítico, lo
que sea más superficial.
Si el nombre de un régimen de temperatura tiene el prefijo iso, la temperatura media del verano y la
temperatura media del invierno difieren en menos 5ºC a 50 cm de profundidad o hasta un contacto dénsico,
lítico o paralítico, lo que sea más superficial.
Isofrígido. La temperatura media anual del suelo es < 8º C.
Isomésico. La temperatura media anual del suelo es > 8º C, pero < 15º C.
Isotérmico. La temperatura media anual del suelo es > 15º C, pero < 22º C.
Isohipertérmico. La temperatura media anual del suelo es > 22º C.
EL AGUA, SU MOVIENTO Y CONSTANTES EN EL SUELO.
El agua y la atmósfera del suelo constituyen respectivamente a la Fase Líquida y Fase Gaseosa.
La fase líquida está constituida por el agua y la solución del suelo. Sin agua no es posible el desarrollo
de las plantas, recordemos que a nivel mundial el agua es el factor más limitativo para la producción de
cultivos. Además los fenómenos de desintegración y descomposición química no se manifiestan si el agua no
está presente. La importancia del agua, tanto en lo que se refiere a su papel como agente formador del suelo,
como en la productividad del mismo, resulta ser imprescindible.
HUMEDAD DEL SUELO.
El agua es uno de los componentes más variables del suelo. Los diferentes suelos tienen distintas
capacidades para la retención del agua. Cuando en un suelo existe abundante agua y no se drena, las raíces
de las plantas pueden morir debido a la carencia de oxígeno. Por otra parte si poca agua está presente, el
crecimiento de las plantas se detiene y finalmente sobreviene el marchitamiento.
Considérese por ejemplo que 50 mm de lluvia caen en un suelo casi seco en un período de 24 hrs.
Esta agua penetra alrededor de unos 30 cm en un suelo franco. Inmediatamente después de la lluvia los 30
cm del suelo superficial contienen agua que pronto será drenada, una porción del agua que penetró en el
suelo puede ser aprovechada para el desarrollo de las plantas y otra porción que será retenida en forma
persistente. Estos diferentes tipos de agua se denominan: gravitacional, aprovechable y no aprovechable.
Todas ellas son parte de un sistema continuo, al ser removida una porción de agua del suelo, el resto es
retenida con mayor fuerza o energía.
Para entender lo anterior (retención del agua en el suelo), recordemos que una molécula de agua puede comportarse como un ion bi-polar, como se ilustra en la figura 5.1; recordemos que una particula coloidal del suelo por ejemplo la arcilla, tiene carga negativa, por tanto existe una atracción entre esta y la molécula de agua, produciéndose una zona de adhesión y también existe atracción entre moléculas de agua
produciéndose una zona de cohesión como se observa en la figura 5.2.
Otra forma de explicar lo anterior sería indicando que el agua que rodea a una partícula de suelo en forma de una película y a medida que el espesor de la película se hace más grueso la fuerza de retención es menor. Por lo tanto ambas explicaciones evidencían que, la zona de adhesión sería la zona de agua no aprovechable; la zona de cohesión sería la zona del agua aprovechable y fuera de ellas estaría el agua gravitacional.
CLASIFlCACION DEL AGUA DEL SUELO
El agua del suelo ha sido clasificada de varias maneras. Una de las clasificaciones más significativas se basa en la energía de retención del agua, usualmente conocida como "tensión de la humedad del suelo". Esta clasificación está más directamente relacionada con la energía que las raíces de las plantas deben
ejercer para absorber el agua.
La cantidad de agua presente en el suelo en cualquier tiempo es comúnmente expresada como un porcentaje del suelo secado a la estufa.
--- Suelo secado a la estufa. Es la base para casi todos los cálculos de humedad en el suelo. La tensión de
equilibrio de la humedad a sequedad de la estufa es aproximadamente de 10,000 atmósferas*. La sequedad del suelo a la estufa se determina poniendo el suelo a secar a una temperatura de 105° C hasta peso constante.
--- Suelo secado al aire. Es el término que indica variación en el contenido de humedad del suelo a la
temperatura del aire. En condiciones medias la humedad del suelo secado al aire es retenida con una tensión
aproximada de 1,000 atmósferas. Esta agua no es aprovechable por las plantas.
--- Coeficiente higroscópico. Se determina poniendo al suelo secado al aire en un ambiente casi saturado a 25°C hasta que no absorba más humedad. Esta tensión es aproximadamente igual a 31 atmósferas. El agua en estas condiciones no es aprovechable por las plantas pero la pueden utilizar algunas bacterias.
--- Agua al punto de marchitamiento. Es el contenido de agua retenida con una tensión aproximada a las 15
atmósferas.
--- Capacidad de campo. Puede determinarse fácilmente en un suelo de buen drenaje. Después de una lluvia o riego pesado se cubre la superficie del suelo para reducir las pérdidas por evaporación y se dejan 2 o 3 días para permitir un drenaje libre. Después de este tiempo la humedad de la superficie del suelo está a la capacidad de campo. En atmósferas de tensión es aproximadamente de 1/3. Observar la figura 5.3.
Entre la capacidad de campo y porcentaje de saturación el agua no es aprovechable por los cultivos comúnes debido a la escasez de oxígeno. Es aprovechable sin embargo para cultivos como el arroz. La cantidad de agua a saturación se refiere a aquella humedad que satura con agua por completo (100%) al
espacio poroso del suelo.
Entre el punto de marchitamiento (15 atm) y la capacidad de campo (1/3 atm) el agua del suelo es
aprovechable por las plantas. “Esta es la humedad en que nosotros los agrónomos o agricultores estamos
interesados.
Las constantes comunes de humedad del suelo en términos de atmósferas de tensión y otros datos
aparecen en la Fig. 5.4.
MOVIMIENTO DEL AGUA EN LOS SUELOS
El agua se mueve en el suelo bajo la siguiente manera: a) la influencia de la gravedad; b) por la acción
capilar y c) por efecto de los gradientes de temperatura.
La influencia de la gravedad es operante cuando el agua es abundante y los poros del suelo están casi todos ocupados por la fase líquida. Se dice entonces que el suelo está saturado y el movimiento del agua se denomina de flujo saturado, aunque permanezcan bolsas o algunos espacios de aire en el suelo.
El movimiento del agua en respuesta a un gradiente de temperatura requiere de un flujo de aire contínuo. El agua en el suelo se evapora de las partes más calientes, pasa a través de los poros y se condensa en las partes más frías. Este proceso se denomina transporte de vapor. Es un proceso lento de
movilidad del agua pero puede ocurrir en suelos secos donde puede propiciarse un movimiento rápido.
El movimiento capilar del agua ocurre en respuesta a un gradiente de tensión. La tensión resulta de la atracción de las moléculas de agua a la superficie de las partículas de suelo (adhesión) y entre una y otra “moléculas de agua” (cohesión). La fuerza considerada se denomina tensión de la humedad del suelo. Entre más delgada sea la película de agua alrededor de las partículas de suelo y más pequeños los poros que están llenos de agua, mayor será la tensión de la humedad del suelo. Si hay una diferencia en la tensión de la hu-medad del suelo en dos sitios circunvecinos, el agua tenderá a moverse lentamente de la posición de baja tensión a la de alta tensión. Tal “movimiento se llama movimiento capilar” o de flujo no saturado debido a que es el agua capilar la que se mueve de esta manera. Tal movimiento del agua ayuda a la planta a obtener su humedad pero por lo general es muy lento para satisfacer sus requerimientos. El desarrollo de raíces a partes nuevas del suelo es entonces necesario para satisfacer las necesidades del agua en la planta. El movimiento
capilar es lento en los suelos donde todos los poros son pequeños y es despreciable en los suelos casi secos.
Las plantas cultivadas por su parte, también tienen diferentes capacidades para absorber agua del
suelo, en el cuadro 5.1 se presentan las tensiones del agua a la que diferentes cultivos pueden absorberla (el
agua) con facilidad.
AGUA APROVECHABLE
El agua aprovechable es la humedad del suelo entre el punto de marchitamiento y la capacidad de campo. La cantidad de agua por aplicar a un suelo al punto de marchitamiento para alcanzar la capacidad de campo se llama “capacidad de agua aprovechable". La capacidad de agua aprovechable varía en primer lugar con la textura del suelo; por ejemplo, es alrededor de unos 3 cm de lámina en suelos arenosos, de 5 cm en migajones y suelos francos y de unos 3.8 cm en suelos arcillosos, si la profundidad del suelo es de 30 cm. Una relación generalizada entre el punto de marchitamiento, la capacidad de campo y la capacidad de agua aprovechable en 8 suelos de textura diferentes se expresa en el cuadro 5.2 y en la figura 5.5 se representan gráficamente estos mismos datos.
Al aumentar la arcilla en el suelo, se incrementa la capacidad de retención de agua, tanto al punto de marchitamiento como a la capacidad de campo. Lo mismo se observa con la capacidad de agua aprovechable
hasta la textura del migajón limoso. Sin embargo, en el migajón arcilloso y la arcilla, la capacidad de agua
aprovechable decrece en comparación a la del migajón limoso.
Cuando una planta principia a marchitarse (punto de marchitamiento), la cantidad de agua que permanece en el suelo depende de la textura; en suelos arenosos la cantidad de agua que permanece al punto de marchitamiento puede ser equivalente a una lámina de 1.25 cm por cada 30 cm de espesor de suelo. En suelos francos esa cantidad puede ser de 3.5 a 4.0 en suelos arciIlosos alrededor de 6.3 a 6.4 cm por 30
cm de profundidad.
Para expresar los valores aproximados del peso del suelo y por ciento del volumen de poros de
acuerdo a la estructura del suelo, se establece la relación en el Cuadro 5.3.
Algunos conceptos que definen el movimiento del agua dentro del suelo son los siguientes: a)
infiltración; b) permeabilidad y c) percolación.
a) La infiltración.- Es la penetración del agua en el suelo. Por ejemplo las arenas gruesas favorecen el incremento de la infiltración. Así mismo los grandes agregados estables tienen proporciones de infiltración más altas; esto mismo ocurre cuando el contenido de materia orgánica es mayor y cuando mayor es el desarrollo del suelo (en el perfil se presenta más espesor de horizontes A y B). En contraste los suelos
mojados tienen menor infiltración que los secos pertenecientes a climas calientes.
b) La permeabilidad.- Es la cualidad (o características) del suelo o de sus horizontes que se relaciona (o determinan) con la transmisión del agua o del aire a todas las partes de su masa. La menor proporción del movimiento del agua a través del suelo dependen de la prescencia de horizonte o capa de suelo menos permeable. Las capas arcillosas y la labranza continua limitan también la permeabilidad. En contraste aumentan la permeabilidad el desarrollo de pastos, leguminosas y los árboles de raíces profundas. El agua en
el suelo se moviliza principalmente a través de los macroporos (de mayor tamaño y cantidad) del suelo.
c) La percolación.- Es el movimiento del agua a través del suelo (o columna de suelos) hacia niveles
inferiores, especialmente en suelos saturados o casi saturados. El agua que se percola es la única fuente de agua para manantiales y pozos. Además las aguas percolantes arrastran los nutrimentos (en mayor proporción Ca > Mg > S > K > N > P) que están fuera del alcance de las plantas.
CUSTIONARIO DE LA TERCER UNIDAD FISICA DE SUELOS. I.A. GRUPO AG243M
1a).- Defina densidad aparente y señale que utilidad técnica tiene determinarla en un suelo. R =
1b).- Mencione cuales son los rangos de densidad aparente de suelos arenosos. R =
1c).- Mencione cuales son los rangos de densidad aparente de suelos arcillosos. R =
2.- Indique el rango de porcentajes promedio del espacio poroso ocupado en; suelos arenosos. R= ______ y en suelos de
textura fina R= _______
3.- Describa la propiedad física de estructura de suelo e indique la utilidad agrícola de conocerla. R =
4.- Describa los tipos de estructura: a) granular; b) migajosa; c) bloques subangulares. Además especifique cual de estas
se puede formar por el paso de la maquinaria y cual por acción biológica. Elija cual es el tipo de estructura óptima para
el desarrollo de cultivos. R
5.- Explique porque se produce la floculación y/o agregación en los suelos. R =
6.- Coloca materia orgánica (M.O.) y óxidos de hierro (FeO) al final de cada oración. El color rojo en suelos indica la
presencia de ( ). El color negro del suelo generalmente indica la presencia de ( ) .
7. Defina las dos formas de atracción del agua (zona de adhesión, zona de cohesión) en las partículas del suelo, además
especifique cuál de estas formas es la más disponible para los cultivos.R=
8.- Con respecto al agua del suelo, defina capacidad de campo, para que nos sirve conocer esta capacidad. R =
9.- Describa que aspectos se consideran para catalogar a la humedad aprovechable para la planta o cultivo,
especificando los valores límites para expresarla en atmosferas de presión. R =
10.- indique la clase textural de los siguientes valores de porcentajes de separados de suelo, auxiliándose con el
triángulo de texturas.
100
---------- Porciento de arena--------------
Arena (%) Limo (%) Arcilla (%) Clase de Textura
25 50 25
45 35 20
40 15 45
11.- Defina textura del suelo y comente para que le sirve al agrónomo conocer esta propiedad física. R =
12.- Indique los rangos de tamaño de los tres separados de suelo según el Sistema de Clasificación Americano. R =
13.- Indique el nombre del procedimiento o metodología que se emplea comúnmente en los laboratorios de suelos en
México para determinar la textura de suelos agrícolas. R=
14.- Coloca Arcilla (R) o arena (A) al final de cada oración. Los suelos que presentan un predominio de este separado de
suelo permite una más rápida infiltración del agua ( ). La abundancia de este separado de suelo provoca una mayor
retención de agua y nutrimentos ( ). El dominio de este separado propicia la abundancia de macroporos en el suelo (
). Al humedecer suelos con predominio de este separado en campo, se muestran pegajosos (mayor adhesión y
cohesión) y moldeables (por su mayor plasticidad) ( ). La abundancia de este separa indica que los suelos son más
fáciles de labrar con maquinaria ( ). Textura de suelos, en la que se tiene que aplicar fraccionado y frecuente el
fertilizante, para evitar pérdidas por lavado ( ). Textura de suelo, que se percibe rasposa manualmente en el campo
cuando se humedece ( ). Textura de suelos en la que se presentan una limitada permeabilidad del agua a través del
suelo y un predominio de microporos ( ). Textura de suelos, en la que el laboreo resulta pesado. La prefiere el cultivo
del arroz ( ).
15.- Subraye la textura de suelo óptima para el desarrollo de frutales de cítricos, mango y papaya.
a) Textura gruesa b) Textura media c) Textura fina
UNIDAD 4. QUIMICA DE SUELOS.
UNIDAD 3 PROPIEDADES QUÍMICAS DEL SUELO.
Reacción del suelo.
La reacción del suelo o pH es quizá la característica del suelo más comúnmente
medida. Es el criterio más ampliamente usado para juzgar si un suelo es ácido o
alcalino.
El pH se define según Sorensen como el Logarítmo negativo de la concentración
(actividad) de iones Hidrógeno en un medio.
pH = - log (H+) o bién pH = log __1__ .
(H+)
La unidad para expresar la acidez de un medio es el pH
La escala de pH en un medio varía principalmente de 0 a 14. Aunque pueden
presentarse secundariamente, valores de pH menores que 0 o pH mayores que 14 en
un medio.
Un ácido es una especie química abastecedora de protones H+.
Una base es una especie química dotadora de iones OH-.
Acidez activa y potencial.
Las soluciones ácidas se caracterizan por la actividad del ión H+. Así cuando se
mezcla un ácido con agua, se disocia en iones H+ y aniones acompañantes.
HA H2O H+ + A-
Donde HA = sustancia de hidrógeno con anion, Ejemplo HCl.
H+ = ion Hidrógeno.
A- = anión, ejemplo Cl- (cloro).
Los iones H+ a la derecha de la reacción indican la acidez activa, en tanto que
la sustancia HA en el lado izquierdo de la reacción señalan la acidez potencial.
El pH para suelos ácidos comúnmente varía de 4 a 7 unidades. Valores más
bajos de 4 se obtienen solamente cuando los ácidos libres están presentes.
Valores de pH por arriba de 7 indican alcalinidad de suelos.
El pH del suelo usualmente se determina en una suspensión de suelo y agua
(relación 1:2) su valor es medido principalmente con ayuda de un potenciómetro
(pHmetro), instrumento que detecta, en su electrodo sensitivo, registra la
concentración de iones H+, en la suspensión de suelo. Habitualmente la concentración
salina del suelo afecta la precisión de los valores de pH.
Cuando la solución del suelo contiene el mismo número de iones hidrógeno H+ y
de iones hidroxilo OH- se tendrá una reacción neutra. Ahora bien si agregamos una
sustancia alcalina Ca(OH)2 al suelo neutro, habrá más iones OH- que iones H+, por
tanto el suelo se convertirá por esta adición de reacción alcalina. Inversamente si
agregamos una sustancia ácida como el HCl, el suelo llegará a tener más iones H+
que iones OH-, y se transformará a ser de reacción ácida por dicha adición.
En un pH neutro la concentración de iones H+ se ha encontrado que es de:
0.0000001 g de H+ / litro de solución. O bién 1 X 10-7 g de H+ por litro de solución.
Calcule el pH al aplicar el logaritmo negativo y resultará en pH = 7.
CORRECCION DEL pH EN SUELOS ACIDOS.
La corrección del pH en suelos ácidos supone el incremento del pH de estos, el problema de pH ácido, se presenta en suelos desarrollados bajo el proceso de latosolización. Para corregir el problema se considera el uso de enmiendas calizas (cal agrícola), la cantidad de caliza requerida para neutralizar una condición ácida depende de muchos factores. Es el Hidrógeno (H+) intercambiable y el aluminio (Al+++) los que deben neutralizarse. La cantidad de cal agrícola que debe aplicarse por hectárea depende de la acidez total del suelo.
Se sugiere obtener la curva que relaciona el pH con el porciento de saturación de bases del suelo considerado.
Se requieren los datos de la Capacidad de Intercambio catiónico (CIC), pH actual, pH al que se desea llevar la reacción y el % de saturación de bases, según la curva establecida, a los dos pHs indicados.
Con esta información se determina el número de equivalentes de H+ que deben ser reemplazados con el Ca++ necesario y si se utiliza la caliza agrícola debe considerarse el factor Ca x 2.5 = CaCO3.
Otros procedimientos también han sido utilizados para determinar la cantidad de caliza agrícola que debe aplicarse a los suelos, según su capacidad amortiguadora.
Los materiales que se usan en la práctica de encalado son los que aparecen en el cuadro 13.1. La distribución de la caliza en el campo debe ser uniforme e incorporarse con una labor de arado. La recomendación adecuada para un suelo determinado puede ser muy diferente para la de otro suelo de la misma zona o región.
La acidez del suelo proviene de varias fuentes como pueden ser: el humus (por
sus grupos carboxilo, fenólicos y imídicos saturados con H+) , la materia orgánica, las
arcillas alumino silicatadas, los óxidos hidratados de Fe y Al (su hidrólisis produce H+),
el CO2 (formación HCO3-)y las sales solubles (ácidas, FeSO4).
ARCILLAS (Clasificación y Descripción).
(Minerales de Arcilla): Los minerales de la arcilla tales como la kaolinita (H4Al2Si209) son altamente coloidales. Son formados en primer término, por el intemperismo químico de los minerales primarios. Los minerales de la arcilla no suministran nutrientes directamente para las plantas pero tienen la capacidad de adsorber o retener iones nutrientes en sus superficies. Son una parte de los materiales física y químicamente activos en los suelos.
Los silicatos al ser sometidos a hidratación convergen como producto terminal (participan formando) a las arcillas (partículas con diámetros menores a 2 µ “micras”). Las rocas ígneas derivan en Basalto y el Granito. El Basalto está formado por silicatos principalmente sin cuarzo, de tal manera que los suelos derivados de este tendrán arcillas y limos. El granito por su parte contiene: cuarzo y feldespato ortoclasa, junto con micas (esto es Sílice y silicatos), que producirán arenas, limos y arcillas.
Brade-Birks (1962) hizo una representación diagramática que resume lo expuesto y se presenta en la figura 3.4.
Los Minerales de la Arcilla.
Los procesos químicos del intemperismo son mucho más importantes en la formación de las arcillas. Por su tamaño, las arcillas (diametro menor a 2 µm) son consideradas como coloides y como tales nos interesan dos de sus propiedades, específicamente su carga
eléctrica (la cual es principalmente negativa) y su gran superficie específica.
Todos los coloides se cargan eléctricamente, las arcillas y en general los coloides del suelo están cargadas en forma negativa. De tal forma que atraen cationes y si recordamos a los nutrientes esenciales para las plantas, la mayoría son elementos de carga positiva (K+, Ca2+, Mg2+, Fe2+, Zn2+, Cu2+, Mn2+) o tienden a formar radicales positivos (NH4+). Esto da por resultado que muchos de los nutrientes estén retenidos por arcillas o coloides del suelo y dada su cercanía y/o contacto directo con las raíces de la planta es posible que se provoque un intercambio de nutrimentos con las raíces, es por esto que estos minerales son de gran importancia.
Por otra parte la otra propiedad fundamental de la arcillas es que poseen por su menor tamaño una mayor superficie específica, dando por resultado que las arcillas expongan mucha superficie donde pueden realizarse, entre otras, reacciones de intercambio catiónico.
De manera general, son reconocidos dos grupos de arcillas: las silicatadas características de regiones templadas y las arcillas de óxido e hidróxidos de hierro y aluminio, encontradas en las zonas tropicales y semitropicales.
A través de los estudios de Rayos X pudo diferenciarse a varios grupos de arcillas y sus propiedades características. La clasificación de arcillas que adoptaremos se presenta a continuación:
ORIGEN DE LAS ARCILLAS SILICATADAS.
Con base en las propiedades cristalinas de las arcillas se han definido en forma más precisa tres grandes grupos de materiales silicatados: Kaolinita, montmorillonita y micas hidratadas.
Además de estas arcillas, en otro grupo importante, que no tiene denominación se tiene a la clorita y a la vermiculita.
Entre las arcillas no silicatadas, se han clasificado a las de óxidos e hidróxidos de: hierro (goethita y limonita) y aluminio (gibsita).
Las arcillas silicatadas se forman con más frecuencia a partir de ciertos minerales como, feldespatos, micas, anfíbolas y piroxenas. La transformación de estos minerales en arcillas considera dos procesos distintos.
1. Por una alteración (intemperismo) y degradación físico-química de los minerales primarios. Este intemperismo en el caso de las arcillas principalmente se da por ataque químico que provoca una renovación de constituyentes solubles y sustitución de otros en su estructura (en su red cristalina).
Ejemplo: alteración de la muscovita y su transformación a mica hidratada. La muscovita, mineral primario de tipo 2:1 es de estructura rígida. Al iniciarse el proceso de hidratación algunos átomos de K se pierden de la estructura cristalina y otras moléculas de H20 entran en la red producién-dose un cristal menos rígido. También se incrementa relativamente al contenido de sílice en comparación con el aluminio en lo que se llama estrato silícico.
2. Por una descomposición de los minerales originarios y la posterior recristalización de algunos de sus productos de descomposición. Este proceso es también llamado neoformación en la literatura francesa.
La Recristalización.- La cristalización de las arcillas silícicas se da a partir de los productos de intemperización solubles y provenientes de otros minerales es aún más importante en la génesis de la arcilla que su propia alteración. Un ejemplo es la formación de kaolinita a partir de soluciones que contienen alúmina y sílice soluble.
Este proceso de recristalización inserta un cambio completo de la forma estructural de los minerales originarios y es el resultado de una intemperización mayor a la requerida en el proceso de alteración.
Además, esta cristalización hace posible la formación de varias arcillas a partir de un sólo mineral dado. El coloide silícico verdadero que se forma depende de las condiciones de intemperización y de los iones presentes en la solución meteorizada cuando ocurre la cristalización.
Hay diferencias entre los estados de intemperización de los silicatos mientras que la kaolinita representa el más avanzado, la montomorillonita corresponde a un lugar intermedio de la intemperización.
Respecto al origen de las arcillas individuales.- Las micas hidratadas, representadas por la illita, provienen en condiciones favorables de la alteración de las micas. La illita a la moscovita tanto en su estructura como en características, aparentemente sólo una leve alteración es necesaria para generar a la illita.
En otros casos la illita aparentemente se forma de minerales originales como los feldespatos potásicos por recristalización en presencia de abundante potasio. Aun la illita puede ser formada de la montmorillonita cuando ésta está en presencia de abundante potasio. Más común sin embargo, es la reacción inversa cuando la illita se intemperiza pasando a montmorillonita por pérdida de la mayor parte de su potasio (Fig. 3.5).
La clorita se forma en apariencia por alteración de la biotita, una mica magnésica rica en Fe. En este cambio se pierde Mg, K y Fe. Una alteración posterior a la intemperización puede producir la illita o la vermiculita, que a su vez pueden ser alteradas pasando a montmorillonita.
La montmorillonita puede formarse por recristalización de varios minerales si las condiciones son las apropiadas como: condiciones de intemperización moderadas (comúnmente el paso de condiciones ácidas a alcalinas), una relativa abundancia de Mg y lixiviación moderada.
Por alteración de otras arcillas silicatadas como la clorita, illita y vermiculita puede formarse también la montmorillonita.
La kaolinita representa el estado más avanzado de intemperización que las otras arcillas silicatadas. Se forma por la descomposición de silicatos bajo condiciones de intemperización desde una moderada a fuerte acidez que produce la remoción de elementos alcalinos y alcalinotérreos. Los productos solubles de Al y Si pueden recristalizarse bajo determinadas condiciones y formar a la kaolinita. La kaolinita a su vez está sujeta a descomposición sobre todo en los trópicos formándose los óxidos alumínicos y sílice hidratado soluble. Esta arcilla predomina en suelos tropicales o semitropicales.
CARACTERISTICAS DE LAS ARCILLAS CON ÓXIDOS HIDRATADOS DE HIERRO “Fe” Y ALUMINIO “Al”.- Las arcillas con hidróxidos son importantes por dos razones.
1. En regiones templadas se encuentran mezcladas con las arcillas si licatadas y
2. Este tipo de coloides frecuentemente predomina en los trópicos.
Los suelos rojos y amarillos de estas regiones, están constituidos en gran parte por hidróxidos de Fe (goethita y limonita) y Al (gibsita) de varios tipos.
Frecuentemente se representan como Al(OH)3 y Fe (OH)3 pero las fórmulas más correctas probablemente serían Fe203.XH20 y Al203.XH20. X indica que el agua de hidratación asociada es diferente para diversos minerales. En los suelos, la gibsita (Al201.3H20) es sin duda el óxido de Al dominante mientras que la goethita (Fe203.H20) y la limonita (Fe203.XH20) son los hidróxidos más importantes del Fe. El número de cargas negativas por micela es muy pequeño y tienen menor poder de adsorción que la kaolinita.
Muchos óxidos hidratados no son tan viscosos, plásticos y cohesivos como son los silicatos, por eso sus condiciones físicas son mejores.
ESTRUCTURA DE LOS MINERALES SILICATADOS DE LA ARCILLA.
Generlamente las arcillas son de forma laminar. Esto indica que exponen una gran extensión de superficie por peso unitario.
Los minerales silicatados de la arcilla son de naturaleza cristalina.
La estructura del cristal se llama látice o retículo que está constituido de dos clases de estructuras fundamentales: los tetraedros de sílice y los octaedros de alúmina.
Los tetraedros de sílice contienen un átomo de Si rodeado de 4 átomos de oxígeno que forman las 4 esquinas del tetraedro. El Si ocupa el intersticio del centro. La carga de tal unidad es -4. La capa tiene una carga negativa neta y su fórmula es n(Si205)2-.
El octaedro está constituido por 6 hidróxilos alrededor de un átomo de Al. Este acomodamiento puede visualizarse en la forma siguiente: 4 hidróxilos formando un cuadrado. Un
octaedro individual tiene la fórmula AI(OH)3-.
Los octaedros de Al adyacentes comparten hidróxilos comunes para formar una capa de octaedros en forma similar el comportamiento del oxígeno en la capa tetraédrica del Si.
Como ha sido indicado las arcillas tienen cargas negativas, las cuales atraen cationes y el número total de cationes retenidos en la superficie de la arcilla, se expresan como meq/100 g de suelo, a esta propiedad química se les denomina Capacidad de Intercambio Catiónico.
GRUPO DE LA ARCILLA KAOLINITA.
Es la arcilla del tipo 1:1 (contiene un estrato de Si y otro de Al). Su capacidad de intercambio es reducida, de unos 10 meq/100 g de suelo.
GRUPO DE LA ARCILLA MONTMORILLONITA
Este grupo incluye otros minerales silicatados como son la beidellita, nontronita, hectorita y saponita. Son arcillas de tipo 2:1, el estrato de Al está entre dos estratos tetraédricos de Si. Los O y radicales OH se comparten en más de una unidad tetraédrica y octaédrica respectivamente, para formar la sucesión de unidades estructurales.
Este tipo de arcilla se expande y contrae fácilmente al humedecerse y secarse para dar un efecto de "acordeón". Las partículas tienden a ser más pequeñas que las de la kaolinita y los suelos con alto contenido de este tipo de arcilla se fisuran (agrietan) al secarse y tienden a ser impermeables a humedecerse. El suelo exhibe características de plasticidad muy
acentuada. Esto también indica que en la superficie interior y en el exterior de las partículas hay posibilidades de adsorción del agua y de nutrientes.
La sustitución del Al octaédrico por Mg en el retículo cristalino produce la estructura de la montmorillonita. Cuando el silicio tetraédrico es substituido por el Al se genera la beidellita. En cambio cuando el Al octaédrico es substituido por el hierro se tiene la nontronita.
La capacidad de intercambio de cationes de esta arcilla es de unos 100 meq/100 g de material. La montmorillonita y minerales de este grupo también se encuentran en clima semi-árido de escasa lixiviación y material rico en cationes básicos principalmente Ca y Mg, en donde el pH es alcalino.
GRUPO DE LA ILLITA
A este mineral también se le denomina mica hidratada e hidrómica.
Otros minerales de este grupo son la Muscovita, Seladonita, Biotita y Clauconita.
Se indica que el origen de las illitas probablemente procede de las micas por un proceso químico con pérdida de K. Estos minerales también son de retículo 2:1 donde los iones de K son alojados en los huecos que dejan los oxígenos de las superficies internas entre unidades con un retículo cristalino 2:1 parcialmente expandible, tiene una magnitud de eje c de 14 a 15 Armstrong por lo que se considera en posición intermedia entre la illita y la Montmorillonita, aunque en sus propiedades de intercambio son diferentes ya que supera a la montmorillonita (150 meq/100 g). Es un mineral no abundante en los suelos. Ver cuadro siguiente.
Barshad ha indicado que la vermiculita tiene alrededor de 50% más de CIC que la Montmorillonita. Investigaciones sobre las propiedades del humus muestran que sus propiedades de intercambio pueden variar de 100 a 300 meq/100 g de material. Las siguientes capacidades de intercambio son sugeridas para el humus y los minerales arcillosos más importantes.
PROMEDIO DE CAPACIDAD DE INTERCAMBIO CATIONICO EN DIFERENTES MATERIALES COLIDALES.
ORIGEN DE LAS CARGAS NEGATIVAS DE LOS COLOIDES (MINERALES ARCILLOSOS) .
El origen de las cargas negativas de los coloides minerales (arcillas) puede explicarse a partir de tres mecanismos:
1. Sustitución ismórfica. Durante la formación de la montmorillonita algunos de los átomos de Al del estrato octaédrico son reemplazados por el Mg. Esto puede ocurrir porque los dos átomos son similares en tamaño así que el reemplazamiento de 1/6 de los átomos de Al no causan distorsión excesiva en el retículo.
Como la valencia del retículo original del Al es 3+ y la valencia del Mg es 2+ cada sustitución deja el retículo con una carga negativa insatisfecha. Este es una carga negativa permanente en el estrato octaédrico y es satisfecha por cationes que permanecen en el exterior de la partícula o en estrecha proximidad de la superficie como el agua adsorbida. Así pues una de las funciones más importantes de la arcilla es retener centenares de kg de iones nutrientes en la capa arable. Estos iones son retenidos con suficiente fuerza para retardar su movilización en el suelo por efecto de los lavados pero pueden ser aún fácilmente utilizados
por las plantas. Ya se han indicado substituciones isomórficas en algunos minerales de la arcilla. En el cuadro 3.9 se muestran algunas propiedades de los minerales arcillosos.
2. La disociación de los iones H de radicales OH expuestos en las aristas de las partículas de arcilla, se consideran como una fuente adicional de sitios de adsorción de carga negativa.
3. La ruptura de ligamentos en las aristas de las partículas dan origen tanto a la adsorción de
iones positivos y negativos en todos los minerales arcillosos e inclusive a la orientación y
retención de las moléculas de agua.
Los coloides orgánicos usualmente contienen mayores cantidades de cargas negativas
que parecen aumentar con la descomposición de la Materia Orgánica (M.O.) Estas cargas
electroquímicas pueden originarse de iones H de los Grupos carboxilo, fenólico e imídico,
según las expresiones, que se muestran a continuación:
La ionización de estos radicales es mayor en el grupo carboxilo (54% de las cargas negativas de la M.O.), sigue el grupo fenólico (36%) y al final se tiene el radical ímida (10%).
Muchos minerales de la arcilla químicamente son similares al radical negativo de un
ácido como PO4 o SO4. En otras palabras, son núcleos complejos negativamente cargados los
cuales se moverán hacia el electrodo positivo cuando están sometidos a la acción de una
corriente eléctrica.
CAPACIDAD DE INTERCAMBIO IONICO
INTERCAMBIO CATIONICO.
La arcilla y los coloides orgánicos exponen de 40 a 800 m2 de área superficial
por gramo y por consiguiente son las porciones más activas, tanto física como
químicamente del suelo. Las propiedades del suelo tales como adherencia, plasticidad,
hinchamiento, absorción de agua y carga eléctrica están estrechamente relacionadas con el área
superficial y la estructura de la arcilla. Las arcillas que presentan una superficie específica grande
son por lo general de mayor carga eléctrica y de mayor capacidad de intercambio de cationes.
Los cationes son adsorbidos por la arcilla y coloides orgánicos porque los coloides
negativos atraen cationes positivos. En forma similar los iones Cl - negativos atraen iones Na+
positivos. Cuando el NaCl se disuelve, otro catión como el K+ puede reemplazar el Na+ para
formar posteriormente al KCl. De igual manera, los cationes en la solución del suelo pueden
reemplazar los cationes adsorbidos en las superficies del suelo. Una reacción de intercambio de
cationes se ilustra como sigue:
El Ca del Ca(OH)2 reemplaza a los iones del H intercambiables en una reacción de encalado (aplicación de cal, material empleado como mejorador de suelos ácidos). La reacción es reversible y químicamente equivalente por ejemplo una molécula de Ca2+ reemplaza a 2 de
H+.
Las características del suelo cambian con la clase y proporción de iones intercambiables presentes. Por ejemplo, los suelos ácidos contienen apreciables cantidades de H+ intercambiable y soluble; los suelos calcáreos suelen estar 100% saturados de bases y contienen altas proporciones de Ca2+ intercambiable y cal libre; los suelos "alcali" contienen más del 15 % de Na+ intercambiable.
Los cationes intercambiables están en equilibrio con los cationes en solución. Si los cationes de la solución del suelo son absorbidos por las plantas, la reacción anterior cambia a la derecha para renovar el abastecimiento. De este modo los cationes intercambiables son una fuente importante de nutrientes para las plantas. En suelos normales los cationes intercambiables grandemente exceden a los cationes solubles. Por ejemplo por cada ion H+ en la solución del suelo habrá de 50 a 100,000 iones de H+ intercambiables.
Los iones disueltos en la solución del suelo pueden fácilmente ser eliminados por efecto del lavado debido a que se mueven con la solución del suelo. Los cationes intercambiables son difíciles de remover por efecto del lavado a menos de que la solución contenga una sal que suministre cationes que se intercambian con los adsorbidos por los coloides.
La fertilización con sales solubles en agua inmediatamente afectan cambios en la
concentración del catión fertilizante en la solución del suelo y en los coloides del suelo. La
aplicación de K como fertilizante aumenta la cantidad de K+ intercambiable y la cantidad de K+,
Mg2+ y Ca2+ solubles.
EL MECANISMO DEL INTERCAMBIO DE CATIONES.
Tanto en suelos ácidos como en los suelos calcáreos el Ca2+ es usualmente el catión
intercambiable predominante. Los suelos ácidos resultan de la acumulación de H+
intercambiable en el suelo. Los cationes en la solución del suelo reemplazan a los cationes
adsorbidos en el proceso denominado intercambio de cationes. Este intercambio es rápido y
reversible y las condiciones de equilibrio existen entre los cationes solubles e intercambiables.
DEFINICIÓN DE LA CAPACIDAD DE INTERCAMBIO CATIONICO. Los suelos difieren en la
cantidad de cationes adsorbidos que ellos contienen por unidad de peso. Los miliequivalentes
(meq) de cationes adsorbidos por 100 gr de suelo, es lo que se llama Capacidad de Intercambio
de Cationes. Entre más alto sea el contenido de arcilla y de humus en un suelo mayor será la
capacidad de intercambio.
Otra definición de Capacidad de Intercambio Catiónico es: La suma total de
cationes intercambiables que un suelo puede adsorber. Se denomina a veces "capacidad total
de intercambio de cationes", "capacidad de intercambio de bases", o "capacidad de adsorción
de cationes". Se expresa en meq/100 g de suelo u otro material adsorbente como la arcilla.
El intercambio de cationes se puede efectuar, entre un catión en la solución del suelo y
otro catión sobre cualquier material de superficie activa como la arcilla o el material orgánico
coloidal.
Otros términos relacionados son:
Porcentaje de saturación de bases.- El grado con el cual el complejo de adsorción de un
suelo está saturado con cationes intercambiables diferentes al H+ (Ca + Mg + Na + K). Se
expresa como porcentaje de la capacidad total de intercambio de cationes.
Cationes importantes desde el punto de vista agrícola .- Comúnmente se hace referencia
al potasio (K), calcio (Ca), magnesio (Mg), hidrógeno (H) y sodio (Na).
En suelos de regiones húmedas el porcentaje de saturación de bases es menor que en los
suelos de regiones secas. En el primer caso suele predominar el H+ adsorbido, mientras que en
las regiones áridas la saturación de cationes básicos puede ser del 90% o mayor.
Como ejemplo ilustrativo considérese el caso siguiente: se trata de un suelo de clima
templado, donde se tiene arcilla montmorillonítica predominante y con una capacidad de
intercambio de cationes de 35 meq/100 g de suelo (Cuadro 8.1).
No todos los cationes tienen igual poder de reemplazamiento en el complejo coloidal , la fuerza de adsorción de un catión depende de su radio iónico, de su carga y de su grado de hidratación. Experimentalmente se ha encontrado el siguiente orden descendiente de energía de adsorción catiónica, llamada serie liotrópica.
H > Sr > Ba > Ca > Mg > Rb > K > NH4 > Na > Li
INTERCAMBIO DE ANIONES.
Numerosas investigaciones han demostrado la existencia del intercambio aniónico en los minerales arcillosos.
Se ha observado que los fosfatos no se lixivian fácilmente del suelo sino que son
retenidos en forma que pueden ser removidos solamente por la extracción con soluciones de
varias sales ácidas o alcalinas. Se ha encontrado que cantidades mucho mayores de sulfato
pueden ser extraídas de los suelos con arcillas del tipo 1:1 y de los de óxidos hidratados de
Fe y de Al con una solución de fosfato de K, en comparación a la extracción con agua.
Los suelos poseen propiedades de intercambio de aniones y los estudios subsecuentes han mostrado que aniones tales como los cloruros y nitratos pueden ser adsorbidos aunque no en el grado de los fosfatos y sulfatos.
A diferencia del intercambio de cationes, la capacidad de adsorción de aniones aumenta al bajar el pH. Además, el intercambio de aniones es mayor en los suelos con alto contenido de arcillas del tipo 1:1 y óxidos hidratados de Fe y Al.
El mecanismo del intercambio de aniones se explica como sigue: un descenso en el pH
del suelo incrementa la activación de los grupos básicos por aumentar la aceptación de
protones. Por ejemplo:
En esta posición el anión se intercambiará por otros aniones presentes en la solución del suelo.
El intercambio de aniones es una función que depende grandemente del pH, entre más ácido el suelo, mayor es la proporción de adsorción de aniones. Debido a que la mayoría de los suelos agrícolas tiene valores de pH al cual la adsorción de aniones se manifiesta al mínimo, este fenómeno no es acentuado en condiciones de campo y con la excepción de los fosfatos y de los sulfatos en menor grado, los aniones en su mayor parte son perdidos por lixiviación.
Al considerar los factores que afectan los elementos del suelo se indica que el complejo
de intercambio de aniones, grandemente asociado con el cristal de la arcilla. En arcillas como
la halloysita y bentonita (es importante la capacidad de intercambio aniónica), representan la
misma función para los aniones, como el complejo de intercambio de bases lo representa
para los cationes.
El complejo de intercambio de aniones, sin embargo, es mucho menor que el complejo de intercambio de bases y por esto es que los aniones tienden a lixiviarse del suelo más fácilmente que los cationes.
ANIONES IMPORTANTES PARA LAS PLANTAS.
Se considera normal que los suelos retengan aniones en forma intercambiable. Los aniones nutrientes H2P04
- (fosfatos), SO42- (sulfatos), y NO3
- (nitratos); son en mayor o menor proporción retenidos en una forma intercambiable y en tal condición pueden ser utilizados por las plantas.
Los nitratos, son capaces de un ligero intercambio aniónico bajo condiciones ácidas, pero casi no se exhibe intercambio cuando el suelo tiene una reacción próxima al punto neutro (pH 7.0). Esto significa que el intercambio aniónico con los nitratos es prácticamente despreciable porque tales iones no se forman fácilmente bajo condiciones ácidas, los sulfatos a su vez están presentes en mayores cantidades, en su forma intercambiable, cuando el suelo es ácido.
Los fosfatos son retenidos en el suelo en mayores cantidades y entre más ácido sea el suelo mayor proporción de fosfato será retenida. En general, el orden relativo del intercambio aniónico es:
Respecto a la fijación de fosfatos. Esta se puede llevar acabo en suelos
calcáreos (pH de suelo de 7.5 a 8.5), donde abunda los carbonatos de calcio y
magnesio, compuestos que son recubiertos por fosfatos adheriendose a aquellos,
propiciando la precipitación en forma de fosfatos de de calcio y magnesio
relativamente insolubles. Así mismo los suelos arcillosos fijaran más proporción de
fosfatos que los suelos de textura media o los arenosos. En contraste en pH acidos o
inferiores de 5.5 forman fosfatos de aluminio y hierro considerados como compuestos
insolubles y poco aprovechable para las plantas. La maxima disponibilidad de fosfatos
se proporciona entre los valores de pH de suelo entre 6 a 7.
FACTORES QUE INFLUYEN EN LA CAPACIDAD DE INTERCAMBIO IONICO.
En las arcillas del tipo 2:1 la capacidad de intercambio se debe principalmente a las sustituciones isomórficas en las unidades octaédricas como ocurre en la montmorillonita y vermiculita donde se tiene el 75% de estas cargas.
En las montmorillonitas, cuyo peso molecular es de 700 y su capacidad de intercambio de 90 a 110 meq/100 g, bastan substituciones de 1/13 de Si por Al y de 1/7 del Al por Mg, para
alterar el equilibrio de cargas.
Las substituciones isomórficas hacen que la mayoría de los cationes adsorbidos se concentren en las superficies basales apreciándose en la montmorillonita y vermiculita que el 75% de aquéllos se encuentran en dichas superficies.
La capacidad de intercambio puede ser alterada por muchos factores, aunque los más importantes son: el tamaño de las partículas, la temperatura, el medio externo y la alteración de las posiciones de cambio.
l. Tamaño de las partículas. La montmorillonita afecta poco su capacidad de intercambio por el tamaño de la partícula. No así en el caso de la illita y especialmente de la kaolinita. Partículas de la illita menores de 0.06 micras presentan doble capacidad de intercambio, que las partículas comprendidas entre 1.1 y 0.3 micras. En el caso de la kaolinita este cambio es de casi 4 veces, mientras que la atapulgita y saponita experimentan incrementos del 33 y 10% respectivamente. Tales diferencias se deben a que tanto en la kaolinita e illita la mayor parte de las cargas negativas provienen de la disociación de los OH marginales y naturalmente serán tanto más numerosos cuanto más partículas quepan en el mismo volumen.
2. Temperatura. En condiciones naturales la influencia de este factor en la capacidad de intercambio es pequeña. A temperaturas elevadas se ohser van cambios significativos.
Ejemplo en la montmorillonita - Ca, la CIC a 100°C es de unos 90 meq/100 g; a 300°C es de 45 meq/100 g; y a 400°C es de 14 meq/100 g.
3. Medio externo. En la mayoría de casos el intercambio de cationes se produce cuando los iones están en solución, pero también puede ocurrir la adsorción de las arcillas de los cationes en suspensión. Además, los cationes en contacto con los pelos radiculares pueden penetrar en ellos sin previa disolución, intercambiándose con los existentes en la planta.
4. Alteración de las posiciones de cambio. Las distorsiones producidas en la red a causa de las sustituciones isomórficas pueden reducir la capacidad de intercambio, especialmente cuando el Al es sustituido por el Mg, ya que el radio de éste supera netamente al del hueco de los oxígenos octaédricos en el que se aloja.
FACTORES QUE REGULAN EL PODER DE INTERCAMBIO DE CATIONES.
El poder de intercambio entre cationes depende principalmente de los factores siguientes:
1. Naturaleza del ión. Los cationes de la misma valencia tienen un poder de sustitución que depende directamente de su tamaño, algunos investigadores indican que en el poder de sustitución influye la hidratación del ión, por lo que los cationes de igual valencia son retenidos con mayor fuerza cuando menor es su hidratación.
2. Concentración. A mayor concentración de un catión mayor es su poder de sustitución. Tal fenómeno es más bien de naturaleza compleja. Se ha informado también que la concentración tiene poco efecto en el intercambio cuando actúan pares de cationes de la misma valencia (K - NH4), (Ca - Ba), pero lo contrario es evidente cuando la valencia y poder de sustitución son
diferentes (Na – Ca), (NH4 – Ca).
4. Porcentaje de posiciones iónicas ocupadas. La liberación de un ión depende de la naturaleza de los otros iones adsorbidos y del porcentaje de posiciones ocupadas por los cationes. Se ha comprobado que a medida que disminuye el Ca intercambiable, el que permanece adsorbido en la arcilla se hace más difícil de sustituir ocurriendo lo contrario con el Na, mientras que el Mg y K ocupan un lugar intermedio.
5. Calor. Se ha indicado que el calor reduce la capacidad de intercambio pero sus efectos son
mucho más complejos ya que también disminuye el poder de sustitución de cada catión en
relación con el que ha de reemplazar. La montmorillonita a 130°C fija el Li en forma no
intercambiable, sin afectar el poder de sustitución del Na, mientras que a la temperatura
ordinaria el Li es reemplazado más fácilmente que el Na.
6. Naturaleza del mineral. El amonio es más débilmente retenido por la kaolinita que por la
montmorillonita. La kaolinita cede más Ca que la illita y ésta mayor cantidad que la
montmorillonita. La liberación del Ca es tanto mayor cuanto más grande es el porcentaje de
saturación con Ca.
CUESTIONARIO DE LA CUARTA UNIDAD (PROPIEDADES QUIMICAS) DEL SUELO.
1.- Defina pH. R=____________________________________________________________________________
2.- Indique que es un acido R =___________________y que es una base R=_______________________________
3.- Señale respectivamente los valores de pH que cataloguen a un suelo como ácido R=____ y como alcalino R=___
4.- Mencione una enmienda o mejorador de suelo usado para corregir pH de suelo ácido. R=___________________.
5.- Diga en que rango de valores de pH de suelo se encuentran más disponibles los macronutrimentos N, P y K, para las
plantas. R=_______________.
6.- Indica dos importantes propiedades de las arcillas. R1____________________, R2_______________________.
7.- Porque la mayoría de las arcillas atren cationes, además indica dos cationes importantes para la agricultura.
R=__________________________________________________________________, catión 1____,cation 2_____.
8.- Subraye en cual arcilla se presenta principalmente sustitución isormórfica en la capa octaédrica.
a) Kaolinita b) Cloritas c) Montmorillonitas
9.- Subraye los componentes principales de los tetraedros en la estructura cristalina de la arcilla.
A) Si + (O-O-O-O) Oxígenos B) Al + 6 (OH) Hidroxilos C) R-COOH
10.- Subraye los componentes principales de los octaedros en la estructura cristalina de la arcilla.
A) Si + (O-O-O-O) Oxígenos B) Al + 6 (OH) Hidroxilos C) R-COOH
11. Subraye que arcilla es del tipo 1:1 y presenta una reducida C.I.C. (10 meq/100 g).
a) Humus b) Montmorillonita c) Clorita d) Kaolinita
12. Subraye que arcilla es del tipo 2:1, aumenta su tamaño al hidratarse y presenta una alta C.I.C. (100 meq/100 g).
a) Humus b) Montmorillonita c) Oxidos e Hidroxidos de Fe y Al d) Kaolinita
13.- Subraye cual es la serie liotrópica correcta en el complejo de intercambio catiónico (de arcillas).
a) K+ > Mg2+ > Ca2+ > NH4+ b) NH4
+ > K+ > Mg2+ > Ca2+ c) Ca2+ > Mg2+ > K+ > NH4+
14.- Subraye cual es el catión (intercambiable) dominante en el complejo de intercambio catiónico tanto en suelos
ácidos como en alcalinos o calcáreos.
a) NH4+ b) Ca2+ c) K+ d) H+
15. Defina concretamente capacidad de intercambio catiónico (C.I.C.).R=__________________________________
16. Decida si es falso (F) o verdadero (V). La capacidad de intercambio aniónica es mayor que la C.I.C. en suelos
alcalinosR=_____Los fosfatos son los aniones más fuertemente retenidos en el complejo de intercambio aniónico
R=______
UNIDAD 5. MICROBIOLOGIA DE SUELOS.
PROPIEDADES BIOLOGICAS DEL SUELO (MATERIA ORGANICA).
Origen, descomposición e importancia de la materia orgánica.
La mayor parte de la vida en el suelo, depende de la materia orgánica (MO), de este material se obtiene energía y nutrimentos, se reconoce su importancia en la producción de cultivos.
La materia orgánica del suelo proviene de las raíces, residuos de plantas y organismos vivientes o muertos del suelo. En forma general se ha indicado que los suelos minerales contienen menos del 20 % de materia orgánica (MO), mientras que los suelos orgánicos (turbas y mucks) contienen más del 20 % de MO.
La acumulación de la materia orgánica (MO), se favorece bajo las siguientes condiciones: a) En áreas de precipitación abundante o drenaje deficiente; b) Cuando existe baja temperatura; y c) Cuando existe vegetación nativa de pastos.
La proporción en que se descompone la MO es la clave de su acumulación en el suelo. Por ejemplo en suelos de tundra (en regiones de clima gélido o de frío extremo) acumulan una capa de MO, aunque la producción vegetal sea mínima, debido a que el proceso de descomposición de la MO es lento por efecto de una baja temperatura.
La MO tiene un impacto importante en las propiedades químicas, físicas y biológicas del suelo. A continuación se mencionaran algunas propiedades importantes:
--- Los suelos minerales con suficiente MO permiten un laboreo o labranza eficiente.
--- La MO mejora la condición estructural del suelo, tanto de los suelos arenosos como los suelos arcillosos.
--- El bajo grado de cohesión y plasticidad de la MO afloja a los suelos de textura fina al compensar la alta cohesión y plasticidad de la arcilla.
--- Los suelos arenosos que tiene muy poca cohesión y plasticidad, son ligados por la materia orgánica (MO). Un buen abastecimiento de MO (en suelos agrícolas de 3 a 5 %) en suelos, mejora la capacidad de retención de agua de los suelos arenosos.
--- Los macronutrimentos (N, P, S) son constituyentes de la MO; más del 99 % del nitrógeno (N) total presente en el suelo proviene de la MO; así mismo del 33 al 67 % del P total y alrededor del 75 % del azufre total, en el suelo provienen respectivamente de la MO. Estos macronutrimentos llegan a ser aprovechables para las plantas, después de
efectuarse el proceso (ó actividad) de descomposición del la MO.
--- La MO coloidal (humus) posee propiedades de intercambio de cationes, similarmente a las que presenta la arcilla. La descomposición de la MO produce CO2 que forma H2CO3 en el suelo. Este ácido débil aumenta la solubilidad de muchos compuestos, e incrementa el aprovechamiento de nutrimentos del suelo.
--- Las diversas clases de organismos del suelo, en su gran mayoría, obtienen su energía de los compuestos del carbono (C), el cual es un constituyente del la MO. El nitrógeno (N) para la formación de proteínas y otros nutrimentos también es obtenido de la MO del suelo. La MO mejora la estructura del suelo, esto significa que los organismos del suelo (flora y fauna) tienen condiciones adecuadas de aire y humedad para su desarrollo.
Las principales funciones del MO son:
--- aquí
1.- Los residuos orgánicos en la superficie del suelo reducen la erosión hídrica (agua) y propician que través del suelo se efectúe una lenta infiltración del agua, para un mejor aprovechamiento de la humedad para las plantas.
2.- La MO estabiliza y mejora la estructura del suelo, favorece la penetración de gases y humedad, necesarios para el desarrollo de raíces.
3.- La MO suministra alimento para microoganismos del suelo. Algunos animales (lombrices de tierra, insectos) excavan en el suelo, esto permite que las raíces obtengan oxígeno y liberen CO2 como producto de la actividad de los organismos del suelo.
4. Los residuos orgánicos superficiales previenen la pérdida del suelo, debida a la erosión eólica (del aire, o del viento).
5.- La MO reduce sensiblemente, la temperatura del suelo en el verano, en la misma forma, aumenta la temperatura de este en el invierno.
6.- Las cubiertas de residuos orgánicos previenen las pérdidas de humedad del suelo por evaporación.
7.- La descomposición de la MO contribuye importantemente a abastecer de nutrimentos disponibles para el desarrollo de las plantas.
La liberación de nitrógeno en suelos, durante el desarrollo del cultivo, depende significativamente del porcentaje de MO presente, de la textura, de la temperatura y de la humedad del suelo. Por ejemplo en un suelo de textura de migajón arcillosos con bajo contenido de MO se liberarán 15 Kg de N/Ha por año, en tanto que un suelo de textura de
migajón limoso con alto contenido de MO se liberarán hasta 110 Kg de N/Ha por año.
8.- Los ácidos orgánicos liberados durante la descomposición de la materia orgánica, ayudan a disolver a los minerales de suelos y a liberar nutrimentos accesibles para el desarrollo de las plantas.
9.- El Humus (es la materia orgánica descompuesta) constituye un almacén para los cationes intercambiables y aprovechables como son el potasio (K), el calcio (Ca), el magnesio (Mg) y el amonio (NH4).
10.- La MO tiene la función de hacer al fósforo más aprovechable en suelos ácidos. Al descomponerse la MO libera citratos, oxalatos, tartratos y lactatos, los cuales se combinan más fácilmente con el hierro (Fe) y el aluminio (Al) que con el fósforo (P). El resultado es la formación de menos Fe soluble y fosfato de Al (compuestos que abundan en suelos ácidos) y por esto se incrementa la disponibilidad de fósforo “libre” para la planta.
Respecto a la fuente de MO en suelos esta proviene principalmente de:
1.- Tejidos vegetales (primordialmente plantas superiores). Los componentes estructurales básicos presentes en dichos tejidos son: agua (75 %); materia seca (25 %), la cual contiene C, N, O y H y elementos minerales, los cuales juegan un papel importante en la nutrición vegetal. Los principales compuestos en dichos tejidos (vegetales) son: celulosas en un 50 %; hemicelulosas 28 %; ligninas 30 %; proteínas 15 %; grasas y ceras 8 % y azucares y almidones 5 %.
2.- Estiércoles. Los estiércoles son otra fuente de MO en el suelo los que aportan más nutrimentos (por tonelada de material) para los cultivos, son: (en base a peso humedo “70%”).
Estiércol de aves aportando 2.91 Kg de N/Ton; 2.63 Kg P2O5/Ton y 2.69 Kg de K2O/Ton.
Estiércol porcino aporta 2.34 Kg de N/Ton; 2.37 Kg P2O5/Ton y 2.02 Kg de K2O/Ton.
Estiércol ovino aporta 1.88 Kg de N/Ton; 1.06 Kg P2O5/Ton y 2.88 Kg de K2O/Ton.
Estiércol bovino aporta 1.66 Kg de N/Ton; 1.20 Kg P2O5/Ton y 2.45 Kg de K2O/Ton.
EL HUMUS EN EL SUELO.
El Humus es la fracción activa de la MO del suelo. Para los suelos agrícolas se define como la porción bien descompuesta y estabilizada de la MO del suelo. Otra definición de humus se refiere a que es el producto que resulta de la descomposición y síntesis de compuestos orgánicos. En los suelos forestales el humus comprende a todo el material orgánico en descomposición en el suelo.
La relación Carbono/Nitrógeno (C/N) del humus agrícola es relativamente constante con valores de 10:1 (10 partes de C por una de N) a 12:1 (12 partes de C por una de N). En suelos forestales el humus tiene una relación C:N de 20:1 hasta 30:1 . El humus contiene aproximadamente el 5 % de N y el 60 % de C.
El humus consiste en tres (3) principales grupos de compuestos orgánicos: 1) lignina modificada, la cual es muy resistente a la descomposición microbiana (el contenido de lignina y proteína en el humus puede variar de 25 a 50 %); 2) las proteínas que están protegidas por la lignina y arcilla 3) los poliurónidos (su contenido en el humus puede ser de hasta el 30 %) que son sintetizados por organismos del suelo.
El humus es altamente coloidal como la arcilla pero es amorfo y no cristalino. El área superficial y capacidad adsortiva del humus es mucho mayor que la de la arcilla. El humus tiene una Capacidad de Intercambio Catiónico de 150 a 300 meq/100 g de suelo. El humus puede adsorber de 80 a 90 % de agua cuando existe una atmósfera saturada de humedad, al arcilla solamente adsorbe el 20 % de agua.
El humus mejora la estructura del suelo debido a que el humus tiene una baja cohesión y plasticidad (mejorando en este caso a la estructura en suelos arcillosos).
El humus tiene un color negro, por ello el color de suelo superficial es oscuro.
El humus presenta las siguientes fracciones cuando se trata con hidróxido de sodio (al 2 %) se obtiene un extracto insoluble (humina de residuos vegetales) y otro extracto soluble que forma una solución con sobrenadante de color amarillo pajizo llamado acido fúlvico y además se forma un precipitado llamado acido húmico, este último a su vez se disuelve en alcohol y se genera una parte soluble denominada ácido hematomelánico y una parte insoluble llamada ácido húmico.
Respecto a la descomposición de la MO esta depende entre otros factores del nivel de la relación de C:N que tenga el material a descomponer por ejemplo la alfalfa tiene una relación C:N de 13:1 la cual será más rápidamente transformada en N disponible (incrementando en 1 % la cantidad de N disponible), en contraste la paja de avena que
tiene una relación C:N de 80:1 prácticamente no incrementa la cantidad de N disponible en el suelo. Los organismos descompondrán más rápidamente la alfalfa por que contienen más nitrógeno (nitratos) necesario para efectuar su proceso de descomposición.
El rango óptimo de temperatura para la descomposición de la MO es de 21 a 38 oC, en tanto que el pH influye en la clase de organismos que interviene en la descomposición de la MO. En pH ácidos menores a 6 los hongos son los que dominan descomponiendo la MO, en tanto que pH mayores a 6 los principales organismos son las bacterias y actinomicetos.
ORGANISMOS DE SUELO MAS IMPORTANTES.
La importancia de los microorganismos del suelo radica en que la actividad de estos propicia la mineralizacion de la MO. La mineralización es el desdoblamiento de los materiales orgánicos en elementos más simples o compuestos, por la actividad o acción (durante el proceso de descomposición de la MO) de las bacterias, hongos y
actinomicetos principalmente. Varias transformaciones como la hidrólisis y la oxidación son producidas por las enzimas.
Algunos procesos importantes efectuados por organismos son:
Amonificación.- Es la formación de NH3 por los organismos (varios tipos de hongos, actinomicetos y bacterias aerobias y anaerobias) del suelo. Dicho compuesto se forma como producto de la descomposición de compuestos orgánicos nitrogenados. La amonificación es importante para el desarrollo de cultivos por que representa un paso preliminar para la nitrificación.
Nitrificación.- Es la conversión de N - NH3 a N- NO3 o bien la transformación de nitrógeno amoniacal a nítrico. La conversión es conducida principalmente por dos tipos específicos de bacterias denominadas nitrificantes, las cuales son más activas en suelos ricos en MO. La conversión a nitratos se genera mediante dos procesos según las siguientes reacciones.
En la primer reacción (proceso 1) intervienen las bacterias Nitrosomonas y los Nitrosococcus, convierten el amoniaco en HNO2. En la segunda reacción (proceso 2) se transforma el HNO2 en HNO3 obteniéndose de esta forma los nitratos (proceso de oxidación) mediante la intervención de bacterias Nitrobacter. Los nitratos generados se unen a cationes como Ca, Mg, K y Na, el pH de suelo óptimo para que se lleve acabo la nitrificación varía de 7 a 8.
Con respecto a la fijación biológica del nitrógeno (captación del nitrógeno atmosférico N2 y transformación de nitrógeno reducido disponible NH3 para leguminosas), esta se realiza por bacterias simbióticas del género Rhizobium sp, las cuales colonizan y forman nódulos en las raíces de las leguminosas como el frijol, la alfalfa, el trébol. Las bacterias obtienen alimento de la planta y esta a cambio recibe compuestos nitrogenados. A veces se inoculan las semillas de leguminosas o el suelo con bacterias específicas, para aumentar el suministro de nitrógeno para el cultivo y aumentar el rendimiento de cosechas. La transformación del nitrógeno atmosférico N2 a nitrógeno reducido NH3 también la efectúan las bacterias aeróbicas que viven en la MO llamadas Azotobacter y las anaerobias Clostridium.
Oxidación del Azufre.- Los compuestos orgánicos contienen azufre, este elemento es liberado al suelo en forma inorgánica como H2S y como S libre. Estas formas de azufre inorgánico son oxidadas por bacterias Thiobacillus thioxidans para producir H2SO3 y H2SO4. Dichos ácidos generan iones hidrógeno, disminuyendo el pH de los suelos alcalinos.
Otros organismos benéficos son las lombrices de tierra, cuya actividad en el suelo, genera una estructura estable, al fabricar galerías o poros canales que favorecen la penetración de aire y agua en el interior del suelo, así mismo sus deyecciones ayudan a incrementar el suministro de nutrimentos para los cultivos.
CUESTIONARIO DE LA QUINTA UNIDAD (PROPIEDADES BIOLOGICAS) DEL SUELO.
1. Defina humus y diga porque es importante la relación carbono nitrógeno en este componente de suelo. R=
2.- Mencione las más importantes propiedades de la materia orgánica y señale porque es importante considerar a este
factor en la fertilidad del suelo. R =
3.- Hasta que nivel de materia orgánica en el suelo recomendaría tener a un productor de la región sur de Tamaulipas en
su parcela, e indique que fuente de abono o enmienda orgánica y en que condiciones, le recomendaría aplicar en su
caso para mejorar la fertilidad de su predio agrícola. Como demostraría el beneficio productivo para su rancho R =
4. Explique el proceso de fijación biológica del nitrógeno (captación del nitrógeno atmosférico N2 y transformación de nitrógeno). R
=
5.- Por qué es importante la rotación de cultivos en una explotación agrícola y diga ejemplos de este método agrícola. R=
6.- Explique cómo incrementaría el aprovechamiento de la fertilización y elevaría la Capacidad de Intercambio Catiónico
de un predio agrícola bajo condiciones de aridez (pH de suelo alcalino) con limitado abastecimiento de agua y con
textura de suelo de arena migajosa. R =
7.- Proponga que métodos de agricultura orgánica son los más factibles a llevar a cabo en la región para mantener la
fertilidad natural del suelo y la productividad de cultivos hortícolas. R =
UNIDAD 6. CONSERVACION Y REMEDIACION DE SUELOS.
Agentes de erosión del suelo
Erosión. (Del lat. erosĭo, -ōnis, roedura). f. Desgaste o destrucción producidos en la superficie de un cuerpo por la fricción continua o violenta de otro. U. t. en sent. fig. || 2. Desgaste de la superficie terrestre por agentes
externos, como el agua o el viento.
La erosión, es un proceso natural de origen físico y químico que desgastan y destruyen continuamente los suelos y rocas de la corteza terrestre; incluyen el transporte de material pero no la meteorización estática. La mayoría de los procesos erosivos son resultado de la acción combinada de varios factores, como el calor, el frío, los gases, el agua, el viento, la gravedad y la vida vegetal y animal. En algunas regiones predomina alguno de estos factores, como el viento en las zonas áridas. En función del principal agente causante de la erosión y del tiempo que sus efectos se presenten sobre la superficie terrestre, influye en el tiempo en que pueden manifestarse, se habla de erosión geológica o natural y de erosión acelerada. La primera es debida a la acción de agentes y procesos naturales que actúan a lo largo de millones de años; mientras que la erosión acelerada es el resultado de la acción antrópica (actividad humana) y sus efectos se dejan sentir en un periodo de tiempo mucho menor.
La erosión es la manifestación de una serie de procesos que llevan a la pérdida de los recursos del
suelo. Los agentes de erosión más comunes (NO LOS ÚNICOS) son el viento, el agua y el hombre.
Casa amenazada por la erosión Los agentes naturales como el viento, la lluvia y los ciclos de temperaturas erosionan continuamente la superficie de la tierra. En muchos casos la erosión se combate mediante el establecimiento de pastos (especies arbustivas) y de árboles que formen un fuerte sistema de raíces o extendiendo redes que eviten la pérdida de roca y suelo. Lowell Georgia/Photo Researchers, Inc.
La erosión provocada por el agua, el viento y el hombre
Varios países del mundo poseen muchas zonas áridas que están incrementando su erosión.
El suelo es un recurso de singular importancia para el hombre dada la relación de dependencia
establecida entre ambos; en él encuentran soporte gran número de actividades productivas de los sectores de
alimentos, industria y vivienda, entre otros.
El suelo es uno de los recursos más preciados. La pérdida de éste, a través del proceso de
degradación de la tierra como lo son erosión por viento, agua o la intervención del hombre es uno de los
problemas ambientales más serios que estamos encarando al destruir los medios de producir nuestros
alimentos.
La erosión hídrica
El agua es un erosivo muy enérgico. Cuando el suelo ha quedado desprotegido de la vegetación y
sometido a las lluvias, los torrentes arrastran las partículas del suelo hacia arroyos y ríos. El suelo, desprovisto
de la capa superficial, pierde la materia orgánica (humus) y entra en un proceso de deterioro que puede
originar hasta un desierto.
Los factores climáticos tienen un papel importante en la erosión hídrica, siendo las precipitaciones,
tanto en su intensidad como en su duración, el elemento desencadenante del proceso. No obstante, la
relación entre las características de la lluvia, la infiltración, el escurrimiento y la pérdida de suelo, es muy
compleja.
Los factores que provocan la erosión hídrica son: las precipitaciones atmosféricas constituyen el agente causal y el factor preponderante de este fenómeno. Otros factores también fundamentales son: la naturaleza del suelo, el relieve, la vegetación y el hombre, ya que constituyen por su parte un conjunto de
factores que condicionan el fenómeno de la erosión hídrica.
Precipitación: Considerando a la precipitación, en el espacio y tiempo, se hace presente a través del la condición de aguacero. La intensidad, duración y frecuencia (integrando la abundancia) de los aguaceros son
las características de la precipitación de mayor significado en este tipo de erosión (hídrica).
Suelo: La cantidad de suelo desplazado por la percusión (golpeteo) de las gotas de lluvia es tanto más
grande cuanto más susceptibles sean las partículas de suelo a disgregarse.
Relieve: La erosión hídrica acelerada, prácticamente no existe en zonas llanas, siendo únicamente en suelos
de pendiente donde la percusión del as gotas de lluvia y la acción del flujo superficial llegan a ejercer efectos considerables de transporte de suelo.
Vegetación: La influencia de la vegetación, tiene un efecto evidente, el control de la erosión, se relaciona
directamente, con una abundante vegetación.
El hombre: El hombre condiciona la erosión del suelo, ya que extrae de éste sus medios de subsistencia. La
humanidad, en constante crecimiento, ha acentuado su presión sobre los suelos agrícolas, transformándolos progresivamente. Prácticas culturales inadecuadas han conducido en muchas regiones a desgastes tanto más importantes cuanto más susceptible es el medio a la erosión, como el efecto negativo por la destrucción de los
bosques, el abuso de los pastizales y las inadecuadas prácticas agrícolas.
La erosión eólica
Comparado con el agua, el viento resulta un agente erosivo menos intenso, pero en las regiones secas
adquiere una importancia muy especial. En estas zonas áridas el viento ha formado los desiertos, que
constituyen una superficie muy extensa a lo largo y ancho de la Tierra.
El viento por si solo no tiene la fuerza para ocasionar graves daños al suelo. Sin embargo, acarrea
distintas partículas que al chocar con la tierra la van desgastando. Esta forma de erosión del suelo es la más
lenta y menos perceptible para el hombre.
Se entiende por erosión eólica el proceso de disgregación, remoción y transporte de las partículas del
suelo por la acción del viento.
Factores que favorecen la erosión eólica:
- Vientos fuertes y frecuentes.
- Superficies llanas expuestas al viento.
- Suelo seco, suelto, de textura fina y poca materia orgánica. Con una inexistente o degradada estructura del
suelo.
- Condiciones de aridez. Altas temperaturas y escasas precipitaciones.
- Poca cubierta vegetal. Así un pastoreo excesivo, la quema de residuos agrícolas y el laboreo irracional
pueden ser factores causantes de la erosión eólica.
Erosión por laboreo (acción del hombre).
Es la erosión ocasionada por la intervención del hombre. Los trabajos agrícolas, de edificación y todas
las actividades humanas provocan daños en el suelo. Sin lugar a dudas la erosión por laboreo es la que más
daños provoca en la superficie de la tierra. Muchas actividades humanas retiran la capa protectora de
vegetación (capa vegetal), produciendo una erosión más acelerada. En los cambios de vegetación (como el
paso de vegetación nativa a los cultivos) producen un aumento de la erosión produciendo que el suelo pierda
sus nutrimentos y sea infértil y disminuya significativamente su productividad.
Hudson (2006) indica que la erosión del suelo.
Hudson (2006) clasifica dos tipos de erosión de suelo que son la erosion geológica y la acelerada.
Técnicas y estructuras de conservación de suelos.
Cortinas rompevientos en perímetro de un predio dedicado a la agricultura.
Cercos vivos y muertos (rocas) para protección de la erosión.
Presa de gaviones disminuye el poder erosivo de tormentas controlando el caudal y su velocidad. Limitando la
perdida de suelo por rápido transporte.
Presa de mampostería para controlar el recurso hídrico y conservar el suelo.
Prácticas para reducir la erosión.
La condición esencial para prevenir la erosión o pérdida de suelo es inicialmente
mantener un nivel óptimo del valor de Materia Orgánica (M.O.) en los suelos, o bien
tener un contenido de 2 a 4 % de M.O. en estos, para evitar el empobrecimiento
nutrimental, la erosión y obtener una buena estructura de suelo para el adecuado
suministro de aire y transporte de agua, suprimiendo con esto la compactación del
suelo. La corrección o ajuste de materia orgánica en suelos se puede efectuar
empleando las fuentes de abonos verdes (establecimiento de leguminosas) adición de
estiércoles, compost y/o lombricompost a el suelo.
Evitar la autorización de deforestación (tala de árboles) de zonas de bosques y
selvas próximas a agroecosistemas. Establecer un programa de control de salinidad
de suelo, propiciar un adecuado drenaje (establecimiento de drenes y canales
revestidos) de los predios agrícolas (Gallegos, 1981), optimizando la aplicación de
fertilizantes químicos, para evitar la contaminación de ecosistemas contiguos a las
explotaciones agrícolas.
Para prevenir la erosión es imprescindible llevar acabo un adecuado programa
de conservación de suelos, que incluya la utilización de la labranza de conservación,
la labranza limitada o labranza cero, cultivo en terrazas, surcado al contorno,
franjeado, agroforestería, rotación de cultivos, setos vivos (establecimiento de cortinas
de árboles rompevientos en parcelas agrícolas), reforestación, el manejo de residuos
de orgánicos, la aplicación de mejoradores de suelos (adición de residuos orgánicos
naturales e inorgánicos (formas nutrimentales solubles).
Técnicas de conservación de suelos.
--- Acolchado de suelos.
DEFINICION: El acolchado consiste en extender sobre el suelo cualquier tipo de sustancia como la paja, la
viruta de madera, los restos del cultivo del maíz o láminas plásticas, con el objetivo de proteger las raíces de
las plantas del calor o del frío, o de la sequedad o para mantener el fruto limpio, como el caso de la fresa.
DESCRIPCION DE LA TECNOLOGIA:
Hay que hacer la distinción entre productos naturales y artificiales hechos por el hombre.
Los materiales naturales incluyen los productos derivados de la madera,(como las virutas) turba,
estiércol animal y residuos de plantas como el heno, la paja, los compost etc... El estiércol puede mezclarse
con arena para mejorar la técnica. El acolchado con estos materiales mejora la infiltración del agua en el
suelo, ayuda a mantener el nivel de humedad del suelo de una manera más uniforme, vuelve a dar al suelo
los restos de materia orgánica y nutrientes de las plantas, reduce la evaporación de agua, controla mejor el
desarrollo de las malas hierbas y aumenta el contenido de materia orgánica del suelo.
Las desventajas principales de utilizar los materiales naturales como acolchado son: la dificultades de manejo,
en algunos casos el mantener la temperatura del suelo relativamente baja y algunos materiales como la paja
suelen contener semillas que aumentan la población de malas hierbas.
Los materiales artificiales incluyen el papel, la láminas de plástico, las combinaciones de papel y
plástico, las láminas de aluminio, las emulsiones asfálticas. Todos estos materiales se han utilizado con
distintos grados de éxito. Los materiales artificiales para acolchado, se adaptan con facilidad a la
mecanización, pueden producirse en cantidad a bajo costo e incluso pueden diseñarse específicamente para
cada cultivo individual. El papel es un buen material pero es demasiado costoso y frágil. A menudo se
deteriora antes de que termine el período de cultivo. El color y el espesor del papel son factores importantes
puesto que deben poder trasmitir una cantidad grande de luz.
La aplicación mecanizada del papel como acolchado es tan fácil como la aplicación de una lámina de
plástico. El papel tiene la ventaja de ser biodegradable y se descompone con las labores de arado. El papel
para acolchado es resistente al ataque de los hongos y tiene propiedades de aumentar su resistencia con la
humedad. Las películas de plástico se aplican mecánicamente con facilidad, no son caras, conservan la
humedad y en muchos casos controlan el desarrollo de malas hierbas. El inconveniente de las películas
plásticas es que no se descomponen y deben retirarse al final de la estación de cultivo, pues de otra manera
la película permanece en el suelo. Los polietilenos blancos y transparentes son los que se usan con mayor
frecuencia. Ofrecen los mejores resultados al mínimo coste. El papel recubierto con lámina muy fina de
plástico combinan las ventajas de la película de plástico y las del papel, (descomposición, degradación en el
suelo). Las láminas de aluminio también son materiales muy útiles para el acolchado puesto que reflejan la
radiación solar, aumentan la luz para el crecimiento del cultivo y repelen una serie de insectos perjudiciales.
El riego con emulsión asfáltica se aplica directamente sobre las hileras, para aumentar la temperatura del
suelo, pero la formulación, la aplicación, el control de las malas hierbas y la escasa resistencia a la lluvia son
dificultades inherentes a esta técnica,
Otros materiales de acolchado que están siendo investigados o que están empezando a utilizarse, son las
películas fotodegradables los polietilenos técnicos y antigoteos, las películas absorbentes de luz.
El uso del acolchado orgánico y sintético
Previamente a la aplicación del acolchado, el suelo debe labrarse, fertilizarse y prepararse. El acolchado debe
aplicarse cuando las condiciones del suelo lo permitan, cuando no esté, ni demasiado seco, ni demasiado
húmedo. Si el acolchado se hace con anterioridad a la siembra o trasplante, se gana la ventaja de calentar el
suelo.
Los materiales orgánicos, se extienden generalmente alrededor de plantas ya establecidas, con una altura de
10 a 15 cm. Algunos materiales como la paja de trigo y la alfalfa, contienen semillas de malas hierbas y tienen
bajo contenido en nitrógeno, por tanto consumen la mayoría del nitrógeno contenido en el suelo, en su
proceso de descomposición e imponen la aplicación de fertilizantes adicionales. El uso de materiales
naturales, implica el uso de gran cantidad de mano de obra, porque generalmente no se pueden esparcir de
una manera mecánica.
Para aplicar los acolchados sintéticos, se practican en cada lado de la era, una pequeña zanja a una distancia
de unos 25 cm del centro de la fila, después se extiende el plástico y sus bordes se cubren con la tierra suelta,
para que no se levanten. En las zonas de gran pluviometría se recomienda sembrar en la parte superior de las
eras, para prevenir la asfixia del sistema radicular. A veces se prefiere hacer únicamente el acolchado sobre la
fila de cultivo, en vez de cubrir toda la zona. En este caso, la zona sin acolchado, debe cultivarse o tratarse
con herbicidas para controlar las malas hierbas. Puesto que la siembra y el trasplante son labores muy
manuales, tal técnica sólo se practica en cultivos que puedan producir grandes beneficios.
Para la aplicación mecanizada de los acolchados sintéticos se utilizan maquinarias de distinto tipo. Algunas
máquinas pueden ajustarse para cubrir anchuras entre 60 y 180 cm. La película puede tenerse en su sitio
antes o después de plantar. Para que las plantas jóvenes crezcan atravesando el filme de plástico, es preciso
practicar una serie de perforaciones, lo cual puede hacerse por medio de una herramienta afilada o por una
punta calentada por butano. La experiencia demuestra que el efecto del acolchado está ligado a la anchura de
la banda acolchada.
Si el plástico se extiende después de haber hecho el trasplante, las perforaciones se abren cuando se
considera que ha pasado el riesgo de heladas y antes de que las temperaturas altas puedan destruir las
plantas.
SETOS VIVOS.
Los setos vivos (algunos agricultores los conocen como cortinas rompevientos o cercos vivos que
delimitan las propiedades rurales), estos nos ayudan a economizar el agua y nos protegen de dos fenómenos
ocasionados por la falta de vegetación que son: la erosión hídrica (arrastre de materiales de suelo por arrastre
del agua de lluvia) y las inundaciones. Por una parte se frena el agua, con lo cual se limita la erosión y por
otra, se reduce el impacto de las avenidas y se retiene más agua, evitando que se dirija toda de golpe a un
punto distribuyéndola en varias direcciones. También atenúa la incidencia y velocidad de los vientos, lo que se
traduce en una menor evapotranspiración y en una mejora la actividad fotosintética, algo muy importante en
terrenos ubicados en climas secos. Además las raíces del seto abren espacios que actúan como conductores
del agua, mejorando la infiltración y la recarga de los acuíferos.
Los setos vivos frenan los vientos, contribuyendo a la conservación de suelos, ya que evita que el aire
se lleve la capa superior, la más fértil para la agricultura. En climas áridos y con agricultura de temporal, con
textura de migajón arenosa, con escaso contenido de materia orgánica, los setos son importantes para evitar
la erosión hídrica e eólica. En regiones cercanas al mar evitan la concentración de sal que aarrastra el viento
marino, algunas especies adecuadas para estos casos son los tarays (Tamarix spp), baladres, gandul
(Myoporum). Los setos vivos tienden a suavizar los cambios bruscos de temperatura y mantienen
sensiblemente una mayor humedad del aire. Estos además son refugio de fauna benéfica que puede ayudar a
controlar plagas de cultivos, algunos organismos benéficos que aloja son crisopas, mariquitas, avispitas,
culebras, sapos, pájaros, proporcionándoles estos setos, alimento alternativo. Los setos actúan como una
bomba de recirculación de nutrientes, algo que es habitual en bosques, las raíces del seto pueden recuperar
nutrientes de capas de suelo más profundas, sobre aquellos nutrimentos que hayan sido lavados de la
superficie del suelo y estén fuera del alcance de los cultivos. Estos nutrientes vuelven al suelo cuando los
setos dejan caer sus hojas o ramas enriqueciendo de nutrientes la materia orgánica y reciclando los nutrientes
para las plantas al aprovecharse por las raíces de las plantas. Un árbol puede recuperar agua y nutrimentos
provenientes de una profundidad de 25 m y estos se esparcir{an hasta una distancia de 50 a 100 m, ayudando
a mantener sensiblemente la fertilidad del suelo. Algunos setos que pueden utilizarse en proximidades de
terrenos de cultivo son: fresnos (sirven como alimento del ganado), álamo blanco, cerezo silvestre, sauce
blanco, endrino, el olmo, el sauce, morena negra, coníferas (pinos y ciprés). Soltner (1985) describe que en
francia el uso de setos vivos ha aumentado la producción del trigo de riego en francia del 26 %, ha
incrementado en un 27 % la producción de remolacha forrajera en Rusia; y ha incrementado a 75 % y 121 %
de manzanas y peras respectivamente en los países bajos. Los setos deben colocarse perpendiculares al
dirección de los vientos dominantes en el perímetro del terreno agrícola y colocar setos de menor altura o
dimensión en el interior del terreno a cultivar para evitar la caída de flores en cultivos hortofrutícolas y evitar la
competencia por luz y agua con dichos cultivos.
Técnicas de remediación de suelo.
Respecto a las técnicas de remediación de suelos. Es importante mencionar que un factor que limita la
fertilidad del suelo es el de mantener un nivel óptimo de materia orgánica del suelo el contenido adecuado en
un suelo varía de 1.6 a 3.5 %. El contenido de materia orgánica del suelo va disminuyendo su contenido en
forma paulatina con el tiempo, por lo que hay que reponer dicho contenido con la aplicación de abonos
orgánicos como considerar la adición de gallinaza, estiércol de ganado bovino, caprino, caballar (el contenido
nutrimental se observará más adelante).
Remediación de la estructura del suelo.
Dentro de los beneficios de tener el componente orgánico son el de mejorar la estructura del suelo. Por
tanto la materia orgánica permite incrementar en el suelo la actividad de microrganismos como hongos,
bacterias, lombrices de tierra (fabrican galerías en suelo cementadas por sus exudados corporales) entre
otros, organismos que construyen poros canales muy estables, los cuales son más duraderos (permiten una
mayor infiltración en suelos arcillosos y un más alto intercambio gaseoso para la respiración y crecimiento
radical) que los fabricados artificialmente por el paso de maquinaria agrícola (arado y rastra). Esta actividad
promueve la formación de la estructura de suelo más deseable en la agricultura que es la de migajón
grumosa, constituida por agregados poros de un tamaño de 1 a 5 mm. Esta estructura es más estable aún
que la granular que se forma por la acción artificial del rastreo. Es claro que debe mantenerse un contenido de
materia orgánica del 1.6 al 3.5 %. Otra opción de mantener la estructura y contenido orgánico es efectuar
labranza de conservación manteniendo los materiales orgánicos e inorgánicos en los horizontes o capas del
suelo en una forma más estable por el limitado paso de maquinaria. Otra opción es establecer cultivos de
cobertera (siembra de leguminosas y trébol) y/o mantener los residuos de cosecha, efectuar la rotación de
cultivos considerando las series por ejemplo de gramíneas-leguminosas; hortalizas-leguminosas, entre otras.
Remediación de la composición química y nutrientes del suelo.
Como se mencionó en el apartado de estructura el mantener un contenido de materia orgánica de 1.6
a 3.5 % independientemente de favorecer la estructura y condición física,. También se mejora el componente
nutrimental y químico, ya que atravez del humus (coloide orgánico) se permite retener agua y nutrientes o
sales minerales presentes en el suelo o aquellas aplicadas en forma de fertilizantes. El pH del suelo disminuye
sensiblemente durante el proceso de descomposición de la materia orgánica, formando uniones quelatantes
con cationes nutrimentales como el hierro, zinc, magnesio, entre otros, aumentando su disponibilidad
nutrimental para la planta o previniendo la reacción inmediata de fosfatos sobre carbonatos, aumentando
también la disponibilidad de este macronutrimento. A continuación se revisará el aporte nutrimental de los
siguientes abonos:
La siembra de leguminosas provoca la fijación de nitrógeno atmosférico N2 propiciada por la acción
simbiótica de las bacterias de los géneros Rhizobium y Bradyrhizobium las cuales forman nódulos en las
raíces de leguminosas. Otro organismo benéfico (hongo) son las Micorrizas, las cuales viven asociadas en las
raíces de plantas provocando una mayor disponibilidad y absorción del fósforo para la planta.
Cantidad de Nitrógeno Fijado por Varias Especies de
Leguminosas
Especies N Fijado
(kg/ha/año)
alfalfa 70-198
garbanzo 21-75
trébol
Clarke 19
frijol
común 1.8-192
trébol
encarnado 57
habas 158-223
arvejas 155-174
vicia vilosa 99
trébol
ladino 146-167
lenteja 149-168
trébol
rosado 61-101
soya 20-276
trébol subt. 52-163
melilotus 4
trébol
blanco 114
Investigaciones efectuadas en el norte de California han demostrado que la vicia puede ser una fuente
de nitrógeno económicamente conveniente para el arroz. Se estudió el efecto de la selección del cultivar y de
la fecha de plantación. La siembra al voleo de dos variedades de vicia dos días antes o después de haber
drenado los campos produjo excelentes poblaciones. La vicia fijó entre 30 y 60 kilos de nitrógeno por hectárea
al ser sembrada sobre el rastrojo del arroz, y hasta 100 kilos bajo condiciones ideales.
El estiércol como fuente de nutrientes
El estiércol animal podría contribuir en forma significativa a suplir las necesidades de nitrógeno,
fósforo, potasio y otros nutrientes. El compostaje ofrece las ventajas de aumentar la concentración de
nutrientes y reducir los volúmenes a ser aplicados. La cantidad de nutrientes disponibles a partir del estiércol
depende en gran medida de cómo se almacene y maneje. El nitrógeno es el que se pierde más fácilmente; de
hecho, las pérdidas son inevitables, sin importar la forma en que el estiércol se almacene o aplique. Las
pérdidas de fósforo y potasio son menos probables, excepto directamente por escurrimiento superficial y
lixiviación cuando se almacena al aire libre.
Contenido Aproximado de Nutrientes de Diversos Estiércoles
Tipo de Contenido de nutrientes (kilos/ton)
Ganado Almacenamiento
/ Manejo N Total Amonio
(NH4)
Fosfato
(P205)
Potasio
(K20)
Cerdo
Sólido SC 10 6 9 8
Sólido CC 8 5 7 7
Líquido F 36 26 27 22
Líquido L 4 3 2 4
Vacuno de
carne
Sólido SC 21 7 14 23
Sólido CC 21 8 18 26
Líquido F 40 24 27 34
Líquido L 21 42 9 5
Vacuno de
leche
Sólido SC 9 4 4 10
Sólido CC 9 5 4 10
Líquido F 24 12 18 29
Líquido L 4 2.5 4 5
Pavos
Sólido SC 27 17 20 17
Sólido CC 20 13 16 13
Caballos Sólido CC 14 4 4 14
SC = sin cama; CC = con cama; F = fosa; L = laguna
Efectos negativos de la erosión
Desertificación
Por desertificación, aridización o desertización se entiende el proceso por el que un territorio que no posee las condiciones climáticas de los desiertos, principalmente una zona árida, semiárida o subhúmeda seca, termina adquiriendo las características de éstos. Esto sucede como resultado de la destrucción de su
cubierta vegetal, de la erosión del suelo y de la falta de agua
Según datos del Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA), el 35% de la
superficie de los continentes puede considerarse como áreas desérticas.
Dentro de estos territorios sobreviven millones de personas en condiciones de persistente sequía y escasez de alimentos. La expansión de estos desiertos se debe a causas humanas. Cuando el proceso es sin intervención humana, es decir, por causas naturales, se trata de la desertización.
Aproximadamente el 40% de las tierras agrícolas del mundo están seriamente degradadas. Según la ONU, un área de suelo fértil del tamaño de Ucrania se pierden cada año debido a la sequía, la deforestación y el cambio climático. En África, si se continúa con la degradación del suelo que lleva actualmente, el continente podría ser capaz de alimentar a sólo 25% de su población en 2025.
CUESTIONARIO DE LA SEXTA UNIDAD. CONSERVACIÓN Y REMEDIACIÓN DE SUELOS. MATERIA DE EDAFOLOGÍA. GRUPO
IA241 I.A. IT ALTAMIRA.
1a.- Defina concretamente erosión y discuta el papel que influencia tiene, sobre la conservación de suelos. R =
1b.- Describa erosión eólica del suelo e indique cuales son los principales factores que la provocan. R=
1c.- Detalle erosión hídrica del suelo y señale cuales son los principales factores que la propician.R =
1d.- Diga dos acciones antropogénicas (producidas por el hombre) que provocan la pérdida (erosión) de suelo agrícola. R
=
3.- Mencione cuales son los límites aceptables de la erosión del suelo. R =
4.- Describa la forma de erosión siguientes:
a) Laminar. R =
b) Cárcavas. R =
c) Rigolas. R =
5a.-Indique según Ellison (1947), cuales son las tres fases básicas del proceso erosivo. R =
5b.- Coloque partíclas de arena (A) o arcilla (R) donde corresponda en las siguientes oraciones. Las partículas de (_____)
son más fácilmente transportadas que las (_____). Las partículas de (_____) fina son más fácilmente desprendidas que
las partículas de (_____).
6.- Describa detalladamente dos importantes técnicas de conservación de suelos. R =
7.- Indique que técnicas de remediación llevaría a cabo [ a) para restablecer una estructura adecuada; b) para
restablecer su fertilidad ] de suelo, para aumentar la productividad de un predio agrícola que ha perdido la capa arable
(por acción de la erosión laminar del suelo). R =
8.- Diga dos importantes objetivos y otros dos beneficios de establecer cortinas rompevientos como método de
conservación de suelos agrícolas. R =
9.- Mencione tres tipos de plantas árboreas y/o arbustivas que usted podría seleccionar como cortinas rompevientos,
indique además como las establecería y/o distribuiría a estas en el predio agrícola, para conservar el suelo. R =
