Lección 1. EL SUELO: CONCEPTO Y FORMACION

3. Factores de formación

Bien, cabe ahora preguntarse qué factores serán los que condicionen los cambios

en los materiales originales hasta formar el suelo. Esta claro que la roca, con su

aporte masivo de minerales, será un factor importante en la formación del suelo.

¿Pero qué otros factores influirán? Bueno, pues, como se ha mostrado en el punto

2, el suelo se forma además de a partir de una roca también a partir de unos restos

vegetales y animales, por tanto, los organismos también constituyen un factor

importante Si se comparan los suelos de la regiones húmedas y los de las

regiones áridas salta a la vista el importante papel que juega el clima en la

formación del suelo. Por otra parte, si analizamos la distribución de los suelos en

una zona montañosa, observaremos como los suelos se encuentran escalonados

en el paisaje (figura 2). Por último, es evidente que los cambios que se producen

en el material para pasar de roca a suelo necesitan para desarrollarse que

transcurra un determinado tiempo y este tiempo representa el quinto y último

factor en la formación del suelo.

El suelo puede ser considerado como una determinada combinación de sus

factores formadores. Esta concepción del suelo fue expresada por primera vez

por Jenny en 1940 según la siguiente ecuación:

S = f (cl, o, r, p, t).

representando "S" al suelo, "f" es una función , "cl" al clima, "o" a los

organismos, "r" al relieve, "p" a la roca madre y "t" al tiempo.

Esta ecuación es muy importante pues representa que para una determinada

combinación de los factores formadores sólo puede existir un tipo de suelo (la

misma combinación de factores originará siempre el mismo tipo de suelo

independientemente del lugar geográfico en que se encuentre). Igualmente

importante es que la magnitud de cualquiera de las propiedades del suelo, tales

como pH, contenido en arcillas, porosidad, etc, está determinada por la

combinación de estos factores formadores.

Para evaluar la influencia de cada factor formador en las propiedades del suelo,

basta en teoría con mantener constantes todos los demás, (hecho que

frecuentemente es difícil de encontrar en la práctica). Así para ver la importancia

del tiempo, la ecuación fundamental quedaría así:

S= f(t) cl, o, r, p; siendo cl, o, r, p, = constantes.

lo que quiere decir que la variación de cualquier propiedad del suelo depende

exclusivamente del tiempo. Así, en el tiempo cero, suelo y material original se

funden uno en el otro. Variando el tiempo irán apareciendo una serie de tipos de

suelos, cada vez mas evolucionados, cuyas propiedades serán una consecuencia

directa de la edad y obtendríamos lo que se llama una CRONOSECUENCIA. Por

otra parte, si aislamos el factor roca madre (y mantenemos constantes a todos los

demás) tendríamos una LITOSECUENCIA. Aislando el factor relieve

obtendríamos una TOPOSECUENCIA o CATENA, si es el clima el único factor

variable tenemos la CLIMOSECUENCIA y finalmente la acción de los

organismos vendría representada en una BIOSECUENCIA.

3.1 La roca como factor formador

La roca representa la fuente de los materiales sólidos. Generalmente, los

minerales del suelo proceden directamente o indirectamente de la roca madre. El

influjo de las rocas en los constituyentes y propiedades de los suelos es muy

marcado para los suelos más jóvenes, pero esta relación se va volviendo cada vez

menos patente conforme va transcurriendo el tiempo.

Son muchos los parámetros de la roca que inciden en la formación y evolución de

los suelos, pero de ellos podemos destacar claramente a tres.

Composición mineralógica. Aquellas rocas que contengan abundantes

minerales inestables evolucionarán fácil y rápidamente para formar suelos,

mientras que aquellas otras, como las arenas maduras, que sólo contienen

minerales muy estables, como el cuarzo, apenas si llegan a edafizarse aunque

estén expuestas durante largo tiempo a la meteorización.

Permeabilidad. Regula la penetración y circulación del aire y del agua, lo que

va a condicionar de un modo decisivo la fragmentación, alteración y

translocación de los materiales.

Granulometría. De los dos apartados anteriores se desprende el importante

papel que el tamaño de las partículas de los constituyentes de la roca va a

representar para la edafización de estos materiales.

Los materiales de granulometría grosera, los arenosos, van a presentar una gran

estabilidad frente a la alteración. Cuanto mayor sea el tamaño del grano menos

representará la superficie frente al volumen total del grano y por tanto menos

superficie de ataque presentarán a la agresión del medio.

Por otro lado la granulometría gruesa da lugar a materiales muy porosos, con

poros lo suficientemente grandes como para la rápida circulación del agua (al ser

grandes los granos dejan al empaquetarse huecos de tamaño también grande).

Los materiales arcillosos ofrecen unos comportamientos opuestos, mientras que

los materiales de granulometrías equilibradas dan resultados intermedios.

3.2 El clima como factor formador

La decisiva acción del clima en la formación del suelo se desprende al considerar

que el clima va a regular el aporte de agua al suelo, así como su temperatura.

Como se muestra en la figura, ambos factores (humedad y temperatura) ejercen

una influencia decisiva en los tres procesos básicos de formación de los suelos

(figura 3).

Por otra parte el clima también influye directamente en otros factores

formadores, como es el factor biótico y el relieve.

La disponibilidad y el flujo de agua regulan la velocidad de desarrollo de la

mayoría de los procesos edáficos. Es por ello que la intensidad de percolación

(infiltración) se considera un factor decisivo en la formación del suelo

(condicionada por factores climáticos, cantidad y distribución anual de las

precipitaciones, y algunos parámetros edáficos, como la permeabilidad). La

intensidad de percolación nos va a indicar si en un suelo se produce suficiente

exceso de agua como para producir el lavado y la translocación de materiales o si

por el contrario el agua queda retenida sin que apenas se desplace hacia los

horizontes profundos. La intensidad de la alteración, la clase de procesos que se

presentan, el tipo de horizontes que se formen y el espesor del suelo van a ser

muy diferentes según que los suelos sean percolantes (abundante infiltración de

agua) o subpercolantes (figura 4).

3.2.1 Acción del clima sobre los constituyentes

La cantidad de arcilla presente en un suelo aumenta con las precipitaciones y con

la temperatura (ambos favorecen la alteración).

Pero también existe una relación entre el tipo de minerales presentes en esta

fracción y las precipitaciones.

Igualmente se encuentra una marcada relación entre los elementos climáticos con

el contenido en materia orgánica y su grado de evolución. En líneas generales, al

aumentar la precipitación aumenta los porcentajes de materia orgánica (aumenta

el desarrollo de la cobertura vegetal y, por tanto, sus aportes), mientras que al

aumentar la temperatura disminuye el contenido de materia orgánica (prevalece

la destrucción frente al aporte).

3.2.2 Influencia del clima en las propiedades del suelo

Las acciones del clima también quedan reflejadas en muchas de las propiedades

del suelo. La capacidad de cambio (cantidad de iones adsorbidos en las

superficies de los materiales del suelo) aumenta proporcionalmente a las

precipitaciones, e incluso los iones fijados en las posiciones de cambio también

muestran una dependencia.

Por otra parte al aumentar las precipitaciones se producirá una progresiva

acidificación, la cual irá acompañada de la correspondiente desaturación del

complejo de cambio (los hidrogeniones van sustituyendo al Ca, Mg, Na y K).

3.2.3 Climosecuencias

La dependencia climática del suelo queda espectacularmente registrada en la

clásica climosecuencia de Strakhov para los suelos de Rusia (figura 5).

3.3 El relieve como factor formador

Los procesos edáficos repercuten en el relieve y viceversa.

Desde el punto de vista edáfico los elementos del relieve más importantes son la

inclinación y longitud de las laderas, la posición fisiográfica y la orientación.

3.3.1 Acciones del relieve

El relieve ejerce tres acciones fundamentales para la evolución del suelo.

Transporte

Por la acción de la gravedad, en el relieve se produce el transporte de todo tipo de

materiales que se trasladan pendiente abajo. Dependiendo de su posición en el

paisaje, el suelo se ve sometido a la acción de erosión o por el contrario puede

predominar la acumulación (figura 6).

En las zonas altas, sobre todo en las áreas en que se presentan fuertes

inclinaciones, el suelo está sometido a una intensa erosión, por lo que la posición

se considera residual y estará conformada por suelos esqueléticos.

A media ladera los suelos están sometidos a un continuo transporte de materiales

sólidos y soluciones, por lo que suelen presentar pequeños o moderados

espesores y en ellos son muy abundantes los cantos angulosos, tan

representativos de los suelos coluviales.

En la ruptura de las pendientes se produce la deposición de los materiales

arrastrados (compuestos solubles y partículas sólidas) por lo que en las

posiciones de pie de ladera se forman suelos acumulativos que continuamente se

están sobreengrosando, formándose suelos muy espesos y de texturas

(granulometrías) muy finas.

En definiva en un relieve colinado existen básicamente tres posiciones con

comportamiento muy diferente: relieve residual (o erosional), relieve

transporsicional y relieve deposicional (figura 7).

Características hídricas

El relieve también influye en la cantidad de agua que accede y pasa a través del

suelo.

En relieves convexos el agua de precipitación circula por la superficie hacia las

zonas más bajas del relieve y se crea un área de aridez local, mientras que lo

contrario ocurre para las formas con relieve cóncavo.

También el drenaje del suelo se verá influenciado por el relieve, ya que este

influye decisivamente en la textura, que a su vez condicionará en gran parte la

permeabilidad. En las áreas altas tendremos un drenaje vertical rápido, que

pasará a oblicuo en las laderas y quedará muy impedido en las depresiones.

Por otra parte la posibilidad de aporte de agua a través de niveles freáticos

también estará condicionada a la posición del suelo en el relieve.

Microclima

El relieve también modifica las características del clima edáfico, al influir en la

temperatura y en la humedad en función de la inclinación (influirá en la

intensidad calorífica de las radiaciones recibidas), orientación (que regulará el

tiempo de incidencia de las radiaciones solares) y altitud (que influirá en los

elementos climáticos generales).

Como consecuencia de todo ello también afectará al desarrollo de la vegetación y

de la actividad microbiana.

3.3.2 Relaciones entre el relieve y las propiedades y constituyentes del suelo

Las importantes acciones descritas en el apartado anterior se materializan en una

clara dependencia de los constituyentes y propiedades del suelo con el relieve.

Estas dependencias se definen como topofunciones y algunas de ellas las

representamos de una manera esquemática en la figura 8.

3.3.3 El relieve y la evolución del suelo: catenas o toposecuencias

Lógicamente también existe una dependencia entre el grado de evolución del

suelo y su posición en el paisaje. Esta relación entre los suelos y el relieve se

llama catenas de suelos o toposecuencias.

La catena (figura 9) representa el escalonamiento regular de suelos dando una

sucesión cuyo grado de desarrollo varía de forma continua con la pendiente y

mostrando niveles de igual desarrollo para suelos situados en la misma posición

topográfica (con iguales inclinaciones y cotas topográficas).

3.4. Los organismos como factor formador

3.4.1. Acciones de los organismos

Básicamente los organismos ejercen tres acciones fundamentales:

Constituyen las fuente de material original para la fracción orgánica del suelo.

Restos vegetales y animales que al morir se incorporan al suelo y sufren

profundas transformaciones.

Ejercen importantes acciones de alteración de los materiales edáficos. Los

organismos transforman los constituyentes del suelo al extraer los nutrientes

imprescindibles para su ciclo vital. El papel de los microorganismos en la

transformación de la materia orgánica es tan importante como para que la

humificación apenas se desarrolle en su ausencia.

Producen una intensa mezcla de los materiales del suelo como resultado de su

actividad biológica.

3.4.2 Efectos sobre los constituyentes y propiedades

El tipo y abundancia de la materia orgánica del suelo está directamente

relacionada con los organismos del mismo.

Favorecen el desarrollo y estabilidad de la estructura (como consecuencia

directa de su circulación a través del suelo y también al excretar residuos de

intenso poder agregante).

Aumentan la porosidad del suelo.

Favorecen el drenaje.

Influyen en el microclima (la vegetación produce sombra y disminuye la

evaporación , aunque también consumen gran parte del agua del suelo).

Protegen al suelo de la erosión. Por efecto mecánico (la cobertura vegetal, así

como los restos acumulados sobre la superficie, protege a éste de los impactos de

las gotas de lluvia) o por el poder de agregación que unen a las distintas

partículas del suelo y así quedan fuertemente retenidas.

3.5. El tiempo como factor formador

Como hemos visto el suelo, se origina por una serie de procesos y cada uno de

ellos se desarrolla con muy diferente velocidad. Como consecuencia las

propiedades del suelo, que son el resultado de la actuación de los procesos, se

manifestaran también de un modo desigual.

3.5.1 Velocidad de formación del suelo

La velocidad de formación de un suelo es extraordinariamente lenta y depende

del tipo de factores formadores de cada suelo. Así los suelos se desarrollaran mas

fácilmente sobre materiales originales sueltos e inestables que a partir de rocas

duras y constituidas por minerales estables. También es lógico esperar una mas

rápida formación en los climas húmedos y cálidos que en climas secos y fríos.

Por ello la velocidad de formación del suelo es muy variable, en la bibliografía se

pueden encontrar valores desde 1mm/año hasta 0,001mm/año. Es de resaltar

como la velocidad de formación del suelo decrece drásticamente con la edad, ya

que en un principio el material edáfico evoluciona hacia la formación de un

horizonte A (de alteración de materia orgánica), que es de rápida formación, y

una vez formado este horizonte el suelo se desarrolla originando horizontes B (de

alteración mineral), de mucha más lenta formación.

3.5.2 Cronosecuencias de suelos

La antigüedad de un suelo puede valorarse de manera indirecta por la edad de la

superficie geomorfológica sobre la que se desarrolla. Las superficies pueden estar

datadas por métodos geológicos pero también se puede evaluar que superficie es

más antigua que otra dada en base a criterios de campo. Así como se indica en la

figura10 la superficie que disecta es más antigua que la que es cortada .

En los estudios de suelos es interesante valorar su antigüedad relativa (mejor aún

es calcular la edad absoluta pero esta datación es muy difícil de realizar). Los

suelos se ordenan en una secuencia de edad creciente y se analiza como han ido

cambiando con el tiempo su tipología y sus propiedades.

De todos los tipos de cronosecuencias, son sin duda las desarrolladas en terrazas

fluviales las más universalmente investigadas. Desde el punto de vista edáfico la

propiedad más interesante de las terrazas fluviales es que, en condiciones

normales, presentan una clara correlación entre la cota de la terraza y su edad, de

manera que la terraza más alta es la más antigua y al descender son cada vez más

jóvenes, hasta llegar a la terraza inmediatamente próxima al cauce, que será la de

formación más reciente. La diferente evolución de cada suelo, así como el grado

de desarrollo de sus propiedades está regulado exclusivamente por el factor

tiempo (figuras 11 y 12).

La evolución de una propiedad concreta (o de un constituyente del suelo) en

función de la edad se le llama cronofunción. Es decir como va variando la

propiedad considerada al ir aumentando progresivamente la edad del suelo. La

forma mejor para evaluarla es representarla en un diagrama de dispersión

(propiedad frente a edad) y calcular la ecuación de regresión y valorar su grado

de ajuste con el correspondiente coeficiente de correlación (como la grafica

mostrada en el apartado anterior 3.5.1).

3.5.3 Suelo climax o estado estacionario

En la siguiente figura 13 idealizamos el comportamiento de como se van

manifestando una serie de propiedades en función del tiempo.

Unas propiedades van aumentando su grado de desarrollo (lineas A, C y D de la

figura) mientras que otras tienen un comportamiento inverso (B), pero todas ellas

llegan a alcanzar un estadío a partir del cual no experimentan variaciones con el

tiempo (las curvas se vuelven paralelas al eje horizontal, lineas A', B', C' y D'),

alcanzando cada una este estado de equilibrio a una edad diferente (edad 1, 2, 3 y

4). Cuando todas las propiedades se encuentran en esta situación se dice que el

suelo está en estado climax o estado estacionario (punto D´; tiempo 4). El tiempo

necesario para alcanzar esta etapa de madurez varía con cada tipo de suelo, según

los procesos que en su formación hayan tenido lugar .

Algunos autores cuestionan esta teoría del estado estacionario y creen que el

suelo siempre esta evolucionando. De cualquier forma parece claro que en sus

etapas finales el suelo evoluciona tan lentamente que podemos considerar sus

cambios como poco significativos.

Unas propiedades alcanzan rápidamente su equilibrio, en sólo algunos cientos de

años (por ejemplo, contenido en materia orgánica y lavado de los carbonatos),

mientras que otras son de desarrollo mucho más lento, requiriendo del orden de

muchas decenas de miles de años (por ejemplo, la translocación de arcilla). En

consecuencia los distintos horizontes que componen los suelos necesitan de

tiempos muy distintos para su formación (como se muestra en la siguiente figura

el horizonte A es el de más rápida formación, mientras que el horizonte óxico

necesita de hasta un millón de años para manifestarse totalmente).

Para aquellos suelos que se forman en menos de alguna decenas de miles de años

se habla de ciclo corto, mientras que los que requieren de muchas decenas de

miles hasta cientos de miles de años se habla de ciclo largo.

http://edafologia.ugr.es/introeda/tema01/factform.htm

Lección 1. EL SUELO: CONCEPTO Y FORMACION

2. Formación

El suelo procede de la roca madre, la cual se altera por la acción de los factores

ambientales y en su formación se desarrollan una serie de procesos que

transforman el material original hasta darle una morfología y propiedades

propias. La intensidad de los cambios que se desarrollan en el paso de roca a

suelo podemos intuirlos si comparamos la morfología de una roca granítica y del

suelo que a partir de ella se forma.

Acerca de las microfotografías

Los cambios se producen tanto a nivel de alteración de los granos de los

minerales como en lo referente a su organización (estructura).

La alteración del material original comienza por un cambio en la coloración,

aparecen coloraciones amarillas y pardas, muy tenues al principio y luego se van

acentuando.

Además comienzan a desarrollarse pequeñas grietas muy estrechas y de paredes

ajustables, que progresivamente se van ensanchando y haciéndose menos

regulares y de morfología más compleja.

Después aparece el plasma (o masa basal) rellenando parcialmente los huecos,

pero al principio sin que se produzcan reorganizaciones, las movilizaciones o

carecen de importancia o son inexistentes en esta etapa.

A nivel de alteración mineral la transformación comienza afectando a los

minerales mas inestables (piroxenos, anfiboles y plagioclasas).

Formación (continuación)

El material se vuelve deleznable, más o menos suelto, de aspecto pulverulento.

Se produce la desagregación de la roca, los cristales se separan unos de otros,

pero conservando en gran medida el volumen inicial y manteniendo en cierta

medida, la organización primitiva de roca. A este estadio de alteración se le llama

saprolita.

En la fase final la transformación es tan intensa que el material adquiere una

morfología propia. Se forma el suelo. A nivel de organización los cambios

conducen a la pérdida total de la estructura de roca. Los minerales que en las

etapas anteriores se habían fragmentado pero que permanecían in situ, formando

entidades individuales, ahora se han movilizado y desplazado a distancias

variables. Los minerales se reorganizan,se unen entre sí y a la fracción orgánica y

forman nuevos agregados estructurales. Las movilizaciones de sustancias

adquieren en esta fase un papel predominante.

Como resultado de la intensa alteración el plasma se vuelve muy abundante y

llega a constituir una especie de masa basal que engloba a los demás

constituyentes. Por otra parte, la porosidad aumenta espectacularmente, lo que

conlleva un aumento de volumen considerable.

A nivel de alteración se observa una transformación profunda de los minerales de

la roca madre. Se alteran ya los más resistentes, como los feldespatos potásicos

(ortosa)y permanece sólo el cuarzo que es muy inalterable (sólo se fragmenta).

Se produce en esta etapa final una importante formación de nuevos minerales

edáficos (que no existían en la roca madre) que se acumulan en la fracción arcilla

.

En esta etapa los organismos se implantan en este medio, lo transforman e

incorporan sus residuos y sus propios cuerpos al morir. Estos restos orgánicos

sufren unos profundos cambios hacia otros compuestos más estables.

Los cambios que hemos mostrado en todas estas fotografías son muy

espectaculares, al tratarse de la edafización (formación del suelo) de una roca

ígnea, como en el caso del granito, y por tanto, con mineralogía, textura y

microestructura muy diferentes de las que presentan los suelos; sin embargo, si el

material original es una roca sedimentaria, estos cambios desarrollados durante

los procesos edáficos serán menos espectaculares.

En resumen, en la secuencia de transformación de la roca a suelo se producen

progresivos incrementos de: fragmentación, porosidad, alteración mineral,

material fino, materia orgánica y de estructura edáfica.

http://edafologia.ugr.es/introeda/tema01/form.htm