Edafologia

EDAFOLOGÍA

Edafología: viene de dos raíces griegas: Edafos que significa suelo y Logos que significa estudio o tratado Debido a lo anterior la Edafología seria: la ciencia que estudia el suelo en su conjunto (composición, funciones, formación y pérdidas, su clasificación y su distribución a lo largo de la superficie del planeta). Es una ciencia interdisciplinar por que su contenido depende de otras ciencias (Química, geología, geografía, Botánica, Física, etc) siendo para la Agronomía una ciencia básica.

Definiciones de suelo: La definición del suelo depende del área de interés. Desde una visión geotécnica, el suelo es el material sin consolidar que se encuentra sobre el lecho rocoso. La ingeniería civil complementa este concepto señalando que el suelo es un material en el cual se puede excavar, y que dicha propiedad se relaciona directamente con la obra que se va a construir sobre él o con él.

Desde el punto de vista agrícola el suelo es la capa de material fértil que recubre la superficie de la tierra y en la cual se desarrollan las plantas y a partir de la cual obtienen sostén, nutrimientos y agua. Desde una perspectiva ambiental se reconoce en el suelo un papel fundamental en todos los procesos ecosistémicos debido a la regulación y distribución del flujo del agua o como amortiguador de los efectos de diversos contaminantes.

Se denomina suelo a la parte superficial de la corteza terrestre, biológicamente activa, que proviene de la desintegración o alteración física y química de las rocas y de los residuos de las actividades de seres vivos que se asientan sobre ella. Los suelos son sistemas complejos donde ocurren una vasta gama de procesos químicos, físicos y biológicos que se ven reflejados en la gran variedad de suelos existentes en la tierra. Son muchos los procesos que pueden contribuir a crear un suelo particular, algunos de estos son: la deposición eólica, sedimentación en cursos de agua, meteorización, y deposición de material orgánico.

COMPOSICIÓN DEL SUELO 1) 50 % Fracción sólida:

2) 50 % Fracción no sólida:

- 45% Componentes minerales - 5% Componentes orgánicos

- 25% Aire - 25% Agua

Estos 4 componentes se encuentran subdivididos y entremezclados de tal manera que el aire y el agua ocupan los poros que existen dentro de la fracción sólida.

A) Componentes minerales: Están constituidos por partículas de diferentes composición química y de tamaño; este componente deriva de la roca madre a través de procesos físicos, químicos y biológicos y se considera la fuente principal de nutrientes para las plantas aportándolas P, K, Ca, Mg, etc.

B) Componente orgánico: Esta constituido por restos vegetales y animales parcial o totalmente descompuestos así como los residuos de los animales; su contenido es inestable por la acción de los microorganismos que las transforman y su papel es más importante del que esperaríamos por el bajo porcentaje que se encuentra en el suelo. Su contenido depende del tipo de cultivo, tipo de mecanización (Cuanto mayor sea la mecanización menor será el contenido) y de la profundidad del suelo.

Es un componente importante que desempeña las siguientes funciones: 1) Actúa como granulador que desmenuza las partículas minerales favoreciendo la aparición de una buena estructura característica de suelos productivos 2) Proporciona a la planta N, P, S; siendo la única abastecedora de N. 3) Por su elevada porosidad, retiene una mayor cantidad de agua. 4)Proporciona la energía que los microorganismos necesitan para desarrollar su actividad. 5) facilita la aireación y el desarrollo de las raíces.

C) Agua: Su contenido en el suelo es variable dependiendo de la lluvia y del riego. Es un componente importante que desempeña la función de: 1)Suministra a las plantas el agua que ella necesita. 2)Disuelve los nutrientes de manera que la planta pueda asimilarlos. 3)Controla el volumen de poros ocupados por el aire y las fluctuaciones de temperatura. D) Aire: Es una mezcla de gases que hay en el suelo que hacen posible la respiración de las plantas y los microorganismos.

Para un mejor conocimiento y clasificación de los suelos la Edafología lo analiza por medio del perfil del suelo. PERFIL: Es un corte vertical en el terreno que va desde la superficie del suelo hasta la roca madre, a partir de la que se ha formado. En todo perfil, salvo casos excepcionales se pueden distinguir una serie de capas horizontales, llamados horizontes; se distinguen entre sí por sus características (textura, estructura, contenido en carbonatos, compacidad, etc.). Los principales horizontes son:

A) Horizonte 0: No constituye propiamente el suelo; se denomina así a una capa situada en la capa del suelo en la que predomina la MO. B) Horizonte A: Es el horizonte superior del suelo y es un horizonte enriquecido con MO; está MO esta habitualmente humificada e íntimamente unida mediante enlaces químicos al componente mineral; se caracteriza por tener en ese horizonte la máxima densidad de raíces, microorganismos y de fauna edáfica; también es propio un color más oscuro. Se pueden encontrar debajo de horizonte 0 aunque no es obligatorio.

C) Horizonte Ap (30 cm aprox): Es el perfil que utiliza el hombre. D) Horizonte E (o de eluviación o lavado): Horizonte mineral empobrecido por el lavado al que se le ha visto sometido al pasar el agua a través de este; presenta siempre un color claro porque a perdido alguno de sus componentes (arcilla, MO, óxidos de Fe y Al) por el lavado. También presenta un enriquecimiento de arena y limo; si existe está siempre entre los horizontes A y B. E) Horizonte B: Horizonte mineral con menor contenido de MO que el horizonte A y que está formado en el interior del suelo; a este llegan las raíces de arboles, arbustos y las más largas de las herbáceas; también se denominan horizonte iluviado o de acumulación de los materiales que se han lavado del horizonte E; en este horizonte suele aparecer un subíndice que indica con el componente que se ha acumulado (Bt, arcilla; By, yesos; Bk, CaCO3) F) Horizonte C: Es un horizonte de transición entre el B y R, y no es más que la roca madre parcialmente alterada; los procesos de formación han actuado con poca intensidad sobre esta capa.

G) Horizonte R: Es la roca madre que subyace bajo el suelo y a partir de la cual se formaran el resto de los horizontes; esto sin alterar. En algunos perfiles se diferencian horizontes que se llaman de transición, que son aquellos que tienen propiedades de 2 horizontes principales (AB y BC). Para fines prácticos se consideran en general los siguientes horizontes:

– – – –

Horizonte 0 Horizonte A Horizonte B Horizonte C

FRACCIÓN MINERAL DEL SUELO 1) MATERIAL ORIGINAL El componente mineral del suelo puede ser de naturaleza muy diversa como consecuencia de la enorme variedad de rocas que existen y a partir de las cuales se forma el suelo; cada roca tiene minerales que aporta a ese suelo. En el suelo, los minerales que aparecen no siempre aparecen directamente de la roca madre, sino que alguno de ellos, aun procediendo originariamente de la roca madre, ha sufrido transformaciones que han cambiado su composición química; por todo esto se dice que el número de minerales que pueden aparecer en un suelo es muy alto; pero solo unas pocas decenas de ellos tienen importancia desde el punto de vista cuantitativo.

2) MINERALES PRIMARIOS Y SECUNDARIOS Los minerales primarios son aquellos que proceden de las rocas ígneas o metamórficas y que se han formado por tanto en condiciones termodinámicas muy distintas de las que existen en la superficie de la tierra. Constituyen la mayor parte de la fracción limo y arena de los suelos; son partículas de diámetro mayor a las 2 µ; Aunque también puede estar en la fracción arcilla. Los más importantes desde el punto de vista cuantitativo son los que pertenecen al grupo de los silicatos (cuarzo, feldespato, mica, piroxeno, etc.) existiendo otros minerales no silicatados pero en pequeña cantidad.

Se han formado en condiciones termodinámicas muy distintas a las que existen en la superficie de la tierra y en estas últimas condiciones estos minerales son altamente inestables y por la acción de los agentes atmosféricos (mediante el proceso denominado meteorización) darán lugar a los minerales secundarios. Los minerales secundarios son los que han sido generados por las bajas temperaturas terrestres. Su génesis es compleja y habitualmente proceden de la transformación de los minerales primarios. Los más importantes son los que se incluyen en el grupo de los minerales de la arcilla, con tamaño inferior a las 2 µ de diámetro; también hay minerales no silicatados (hidróxido de Fe y Al, carbonatos, sulfatos).

3) LA FRACCIÓN ARCILLA Está formada generalmente por silicatos de Al hidratados (arcilla mineralógica). La arcilla mineralógica pertenece al grupo estructural de los filo-silicatos; de un grupo constituido por silicatos laminares en los que se puede distinguir diferentes capas paralelas entre sí; la diferencia entre estas capas es la disposición de los iones de Al, Fe, O2, OH y Mg dando tetraedros u octaedros.

El nombre de laminar es porque sus componentes precipitan en forma de láminas. La unión de varias láminas da lugar a la formación de partículas cuya forma es la de una pequeña escama microscópica. Las arcillas tienen un predominio de cargas negativas (-) en sus laminas y por este motivo, la unión de las laminas para dar lugar a la escama es por medio de cationes que neutralizan las cargas negativas de las laminas y hacen de puente de unión entre ellas. La naturaleza de los cationes interlaminales influye notablemente en el comportamiento de la arcilla. Si el catión es higroscópico (Na) en un ambiente húmedo, las moléculas de agua pasaran al espacio interlaminal asociándose a este ion.

La consecuencia inmediata es un aumento del volumen de la arcilla; por el contrario, si el ambiente es seco, las moléculas de agua saldrán del espacio interlaminal disminuyendo así el volumen de las partículas de arcilla; este fenómeno de expansión-contracción, dependiendo del contenido de humedad ambiental es importante desde el punto de vista agrícola por provocar la aparición de grietas en el terreno. Si el catión interlaminal es seco (K), el agua no penetra en el espacio interlaminal y las partículas de arcilla tendrán un volumen fijo, no presentando problemas de hinchamiento y contracción. Esta misma condición, para los ingenieros de la construcción representa un problema importante ya que la existencia de arcillas expandibles obliga a la necesidad de estabilizar el suelo ya que de otra manera, construir sobre este tipo de materiales genera graves problemas a las estructuras construidas, generan gritas en el mejor de los casos.

FRACCIÓN ORGÁNICA DEL SUELO LA MATERIA ORGÁNICA EN EL SUELO La fracción orgánica de la fase sólida del suelo, es un parámetro muy importante de cara al estudio de la fertilidad y a la clasificación de ese suelo; bajo el concepto de MO se incluyen restos vegetales y animales parcial o totalmente descompuestos; microorganismos del suelo y deyecciones de los animales; lo común a todos estos componentes es la existencia del carbón orgánico.

CONTENIDO: Constituye de un 0-5% de la fracción sólida del suelo aunque por su baja densidad ocupa un 12% de su volumen. EVOLUCIÓN DE LA MATERIA ORGÁNICA: DISTRIBUCIÓN:

El contenido de MO varía en los distintos suelos y dentro de un mismo suelo varía según la profundidad y las diferentes estaciones del año.

En los suelos naturales, el contenido orgánico es mayor y más estable que en un suelo cultivado; en los suelos cultivados, el contenido orgánico varía en función del tipo de cultivo que va a aportar y del grado de mecanización que sufra el suelo y según adicciones de origen antropogénico; en todos casos, la influencia de los factores climáticos es intensa: *Pluviometría: Cuando mayor sea la pluviometría, menor será la mineralización de la MO, para lo cual tenemos un menor contenido en C y de N pero es muy superior el contenido de C; y por esto decimos que también es menor la concentración C/N. *Temperatura: Al subir la temperatura, aumenta la mineralización; menor es la cantidad de C y N y por lo tanto, menor es la relación C/N; la intensificación de la mineralización es mayor en el caso de temperaturas moderadas a altas.

2) DEFINICIÓN Y CLASIFICACIÓN DEL HUMUS

HUMUS: Se denomina de esta manera al material orgánico que procede de restos de animales y vegetales habiendo sufrido un proceso de reorganización o de humuficación. Estas moléculas se caracterizan por tener un alto peso molecular y ser insolubles en agua; tener un color oscuro y ser bastantes resistentes al ataque de la flora microbiana. Son biodegradables y mineralizables; la relación de C/N está aproximadamente en 10 y se utiliza esa relación para conocer el grado de evolución de la MO. La clasificación del humus según diferentes criterios: - Caracteres morfológicos - Actividad biológica - Enlaces organo-minerales - Contenido en C ó N.

Los factores que intervienen son el tipo vegetativo, naturaleza del material mineral del suelo y las condiciones climáticas del suelo; especialmente temperatura, humedad y aireación. Estos factores van a influir en la formación del humus en general y la producción del tipo de humus en particular; estos factores no actúan aisladamente, sino que están interrelacionados entre ellos, caracterizando unas condiciones ecológicas.

TIPOS DE HUMUS: Son propios de medios naturales; se pude hacer una clasificación de medios bien o mal aireados, estos son propios de medios bien aireados: 1) BRUTO ó MOR: Se caracterizan por aparecer en forma de capa de MO negra y superpuesta al suelo; esta capa constituye el horizonte A0; tienen una estructura laminar y esta muy poblada por hongos, Es característico de medios ácidos o no ácidos, húmedos y fríos y pobres en N y bases (medio oligotrófico). Es propio de medios poco activos (solo hongos). La relación C/N es alta, entre 20 y 25.

2) MORDER: Es poco evolucionado, se da una incorporación incompleta de la MO a la materia mineral; No es reconocible la estructura original de materia vegetal y aparece una pequeña microestructura formada por ''agregados'' elementales; en los componentes orgánicos esta yuxtapuesto a las partículas minerales pero permaneciendo independientemente unos de otros, se presenta en suelos ácidos, con un pH entre 4-5'5, con contenidos en bases pobres o medios (medio mesotrófico), de climas variados pero con predominancia los fríos y secos y con una relación C/N entre 16-25.

3) MULL ó EVOLUCIONADO: Lo característico de este tipo de humus es que se da una incorporación total de la MO al componente mineral formándose complejos arcillo-húmicos estables; no existe un horizonte A0 enriquecido en MO sino una capa claramente identificable de restos vegetales con separación neta del resto del perfil y que se humifica rápidamente; en este medio se da una actividad biológica intensa, llevándose a cabo la transformación de los restos orgánicos por la acción de las lombrices y de las bacterias; se presenta en suelos neutros o ligeramente básicos, eutróficos (ricos en nutrientes); en climas no muy lluviosos; la relación C/N es siempre menor de 12.

En suelos biológicamente activos, existe una mezcla compleja de MO con distintos grados de alteración; suelen existir simultáneamente en todos los suelos; los principales tipos son: A) EDAPHON: Esta formado por los microorganismos y la mesofauna del suelo. B) MO fresca: Esta formada por restos orgánicos poco alterados donde aun se puede reconocer la estructura de los tejidos originales. C) MO no humificada totalmente: Esta formada por productos intermedios de procesos de humidificación.

D) MO humificada: Es la q ha sufrido los procesos de transformación y de síntesis propios del proceso de humidificación; esta MO se puede dividir en 3 fracciones (ácidos húmicos, ácidos fúlvicos y huminas). El edafhon constituye el 5% de la MO del suelo, la MO fresca y la no humificada constituyen el 20% y la humificada el 75%.

3) IMPORTANCIA DEL HUMUS EN EL SUELO El humus desempeña en el suelo 3 tipos de funciones: a) Física: - Da color oscuro al suelo - Favorece la absorción de los rayos solares calentando el suelo y favorece la germinación de las semillas en primavera. - Facilita el desarrollo de una buena estructura que favorezca el desarrollo de una porosidad que va hacer posible la respiración de las plantas y los microorganismos y va a satisfacer las necesidades de agua que tengan. - Desarrollo de una buena estructura; va a darle al suelo resistencia frente a la erosión. b) Química: - Le da al suelo un mayor poder de amortiguación. - Por ser un componente del suelo con capacidad de intercambio elevada, aumenta la capacidad total de cambio de ese suelo y por tanto la reserva de nutrientes.

- En la medida en que el humus se mineralice proporciona nutrientes a las plantas. - La MO tiene gran capacidad de absorber y retener pesticidas. c) Biológica: - En la MO viven gran cantidad de microorganismos vivos que utilizan su energía al mismo tiempo que los transforma - Favorece la nutrición vegetal liberando nutrientes. - Por su lenta oxidación, va a ir liberando CO2 que acidificara el medio y facilita la solubilidad de los nutrientes.

COMPLEJOS ORGANOS-MINERALES Se denomina así a la unión entre el componente orgánico y el mineral; la estabilidad de la unión dependerá del tipo de enlaces (ionicos: los complejos serán muy estables, dipolares: serán semi-estables, puentes de H2: las uniones serán inestables). Los complejos organo-minerales son de 2 tipos: Complejo arcillo-húmico: - Son muy estables. - Insolubles en agua. - De gran tamaño. - Decisivos en la formación de la estructura del suelo. Complejos organo-metálicos: - De estabilidad variable. Con una solubilidad que depende del pH y de la carga eléctrica. - Tamaño pequeño. - Muy importante de cara a la translocación e inmovilización de los metales pesados.