propiedades Del Suelo
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Universidad Estatal Península de Santa Elena Facultad de Ciencias Agrarias Ingeniería Agropecuaria EDAFOLOGÍA Y CONSERVACIÓN DE SUELO PROPIEDADES FÍSICAS, QUÍMICAS Y BIOLÓGICAS DEL SUELO Autor: Dannes Alexander Tomalá Reyes Docente: Ing. Lourdes Ortega Maldonado Tercer Semestre La Libertad - Ecuador 2015
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Universidad Estatal Península de Santa Elena
Facultad de Ciencias Agrarias
Ingeniería Agropecuaria
EDAFOLOGÍA Y CONSERVACIÓN DE SUELO
PROPIEDADES FÍSICAS, QUÍMICAS Y BIOLÓGICAS DEL
SUELO
Autor: Dannes Alexander Tomalá Reyes
Docente: Ing. Lourdes Ortega Maldonado
Tercer Semestre
La Libertad - Ecuador
2015
i
INDICE
PROPIEDADES FISICAS ................................................................................................... 1
ESTADO DE HUMEDAD ................................................................................................. 1
COLOR ............................................................................................................................... 1
MANCHAS ........................................................................................................................ 2
TEXTURA .......................................................................................................................... 2
ELEMENTOS GRUESOS ................................................................................................. 3
DENSIDAD ........................................................................................................................ 3
SUPERFICIE ESPECÍFICA ............................................................................................... 3
ESTRUCTURA .................................................................................................................. 4
RETENCIÓN DE AGUA ................................................................................................... 4
CAPACIDAD DE RETENCION DE AGUA DISPONIBLE PARA LAS PLANTAS
(CRAD) ............................................................................................................................... 4
COMPONENTES DEL SUELO ........................................................................................ 5
CONSISTENCIA ................................................................................................................ 5
CEMENTACIONES ........................................................................................................... 6
POROSIDAD ...................................................................................................................... 7
INFILTRACION ................................................................................................................ 8
PERMEABILIDAD ............................................................................................................ 8
GRIETAS ............................................................................................................................ 8
PROPIEDADES QUIMICAS .............................................................................................. 9
LOS ELEMENTOS QUÍMICOS EN EL SUELO ............................................................. 9
CAPACIDAD DE INTERCAMBIO CATIÓNICO (C.I.C.) ............................................ 10
EL pH DEL SUELO. ACIDEZ DEL SUELO. ................................................................. 10
LA CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA. SALINIDAD DEL SUELO ............................. 11
TRANSFORMACIONES DE LOS NUTRIENTES EN EL SUELO .............................. 12
ii
PROPIEDADES BIOLOGICAS ....................................................................................... 18
ORGANISMOS DEL SUELO ......................................................................................... 18
MATERIA ORGANICA .................................................................................................. 19
HUMUS ............................................................................................................................ 19
RESPIRACION EDÁFICA .............................................................................................. 19
CARBONO DE BIOMASAS MICROBIANAS .............................................................. 21
BIBLIOGRAFIA .................................................................................................................. 22
GLOSARIO .......................................................................................................................... 24
1
PROPIEDADES FISICAS, QUIMICAS Y BIOLOGICAS DEL SUELO
PROPIEDADES FISICAS
ESTADO DE HUMEDAD
Porta J. et al, 1999 indica que el estado de humedad hace referencia a las condiciones de
humedad de un horizonte en el momento de estudiar el perfil. Para cuantificarlo habrá que
recurrir a un muestreo especial en recipientes herméticos y posterior análisis en el
laboratorio. Los criterios son los siguientes:
Humedad Descripción estado
<-1500 kPa Baja conductividad térmica, por lo que da la
sensación de estar caliente al apretarlo en la
mano
Seco
-33 a – 1500 kPa Esta frio, suelo seco en apariencia Ligeramente
húmedo
-33 kPa Conductividad térmica alta, por lo que da la
sensación de estar frio
Húmedo
>-33 kPa Suelo mojado, no escurre agua al presionarlo
en la mano, pero deja una huella húmeda en
esta. No cambia de color al añadir una gota de
agua
Mojado
-1 kPa Al presionar una muestra con la mano escurre
agua.
Saturado
COLOR
El autor antes mencionado señala que el color es una
propiedad que intrínsecamente no tiene apenas
significación sobre el comportamiento del suelo. Su
interés radica en que permite inferir otras propiedades,
la naturaleza posible de los componentes, y la
respuesta esperable de las plantas. El color se
caracteriza a partir de tres parámetros básicos que lo
componen y cada color puede asociarse a un punto del
espacio color, definiendo un sólido de color. Los
parámetros considerados son: Matiz, claridad y pureza.
2
MANCHAS
Porta J. et al, 1999 señala que la existencia de manchas (moteado) puede proporcionar
información acerca del régimen de humedad, aireación, génesis del suelo. Generalmente un
horizonte se describe con moteado, si está afectado por manchas en un 10% o más.
TEXTURA
Las partículas del suelo individualizadas se distribuyen en diversas fracciones atendiendo
su tamaño. La distinta proporción de arena, limo y arcilla define la textura del horizonte.
Para el ensayo se forma un cilindro con la muestra, a la que se han quitado los elementos
gruesos a simple vista y a la que se ha añadido agua de forma que se halle en el punto de
adherencia. Porta J. et al, 1999.
3
ELEMENTOS GRUESOS
Los elementos gruesos son los fragmentos de roca o de mineral de diámetro aparente
superior a 2 mm. La fracción constituida por los de menor tamaño se denomina tierra fina.
Se describe la proporción, heterometría, tamaño, forma, orientación, distribución, litología,
grado de alteración y color de elementos gruesos. La cantidad de elementos gruesos se
expresa en porcentaje en volumen dentro de un horizonte. El grado de homogeneidad de
los elementos gruesos en relación a su tamaño permite considerarlos homométricos, o bien
heterométricos. La forma de los elementos gruesos puede proporcionar información acerca
de su procedencia, la descripción de la orientación más frecuente puede tener interés si
condiciona el comportamiento del suelo frente a la circulación del agua, la penetración de
las raíces aporta alguna información acerca de la génesis del suelo o la procedencia de los
materiales. La distribución puede indicar la procedencia de los materiales o posibles
discontinuidades. La litología resulta siempre de interés por condicionar la tasa de
liberación de elementos químicos y su naturaleza. El grado de meteorización describe la
huella dejada de los procesos que han sido activos, se interpreta que la intensidad de la
meteorización habrá sido débil cuando el interior del elemento aparece fresco al romperlo.
La pedregosidad de un suelo hace referencia a los elementos gruesos que se haya en la
superficie, la existencia de una pedregosidad abundante puede interferir con el laboreo,
pero en condiciones mediterráneas o de mayor aridez puede ser beneficiosa para el régimen
hídrico del suelo, al actuar a modo de cubierta que disminuye la evaporización. Porta J. et
al, 1999.
DENSIDAD
DENSIDAD APARENTE.- Relación entre una masa de suelo seco y el volumen total que
ocupa la muestra inalterada. Se expresa en kg m-3
. Orden de magnitud: 1350 kg m-3
DENSIDAD REAL.- relación entre la masa de suelo seco y el volumen de las partículas. Se
expresa en kg m-3
. Orden de magnitud: 2650 kg m-3
. Porta J. et al, 2010.
SUPERFICIE ESPECÍFICA
Superficie de las partículas referida a la unidad de masa de partículas. A igual masa, las
partículas esféricas son las que tienen una superficie especifica más baja; por el contrario,
las partículas de minerales de arcilla, al ser laminares, son las que presentan una superficie
especifica más elevada. Está relacionada con muchas propiedades del suelo que derivan de
las reacciones de superficie: capacidad de intercambio de cationes, retención y movimiento
de productos químicos, capacidad de expansión-contracción y resistencia, entre otras, de
ahí su importancia en aplicaciones agrícolas, industriales y ambientales. Porta J. et al, 2010.
4
ESTRUCTURA
El autor mencionando anteriormente manifiesta que la estructura describe la forma de
agregarse las partículas individuales del suelo en unidades de mayor tamaño (agregados) y
el espacio de huecos asociados a ella. La estructura de cada horizonte se describe
atendiendo el grado, forma y tamaño de los agregados. El grado de diferenciación o de
desarrollo de los agregados expresa la cohesión dentro de los agregados y la adherencia
entre ellos. En los suelos con una estructura bien desarrollada, al secarse, aparecen
claramente líneas de figuración preferencial entre agregados, en este caso, se dice que el
grado de estructuración o de pedialidad está fuertemente desarrollado. Los agregados bien
desarrollados son relativamente resistentes a los procesos de humectación-desecación. Si un
horizonte no presenta agregados, se dice que no tiene estructura, o que esta es continua y el
horizonte macizo. Para definir el grado de desarrollo de la estructura se parten con las
manos repetidamente fragmentos grandes, en otros más pequeños, observando la facilidad
con que se separan y se parten o no según líneas preferenciales de figuración o bien lo
hacen según cualquier dirección previamente determinada por el prospector.
En el caso en que los agregados tengan un diámetro superior a 30 cm el horizonte se
considera macizo, excepto si presenta una estructura secundaria. La forma de los agregados
puede ser laminar, prismática o en bloques. En este último caso pueden distinguirse bloques
angulares, bloques subangulares, granular compuesta y migajosa (granular porosa).
Si los agregados de mayor tamaño y de una forma modal son susceptibles de ser rotos en
otros menores de otra forma modal, se dice que tiene dos estructuras, una primaria y una
secundaria. Si partes del horizonte presentan un tipo de agregados y las restantes otro, se
habla de estructuras yuxtapuestas, esto puede ocurrir por ejemplo en suelos con grietas
importantes que se rellenen con material con otra estructura.
RETENCIÓN DE AGUA
Almacenamiento de agua en un espesor de suelo. Se expresa en m3 ha
-1 o en %. Porta J. et
al, 2010.
CAPACIDAD DE RETENCION DE AGUA DISPONIBLE PARA LAS PLANTAS
(CRAD)
Cantidad de agua que puede almacenar un determinado espesor de suelo en un estado
energético que la hace disponible para las plantas. Se expresa en m3 ha
-1 o en %. Porta J. et
al, 2010.
5
COMPONENTES DEL SUELO
Según Porta J. et al, 1999 los ensayos de campo suelen tener gran interés para realizar un
primer diagnóstico. Entre los más frecuentes cabe indicar:
Ensayos de campo Diagnostico
pH, colorimétrico Reacción del suelo
HCl 11% Caliza
BaCl2 10% Ion sulfato
AgNO3 5% Ion cloruro
Oxalato –NH4 Ion calcio
H2O2 Sulfuros, Manganeso, Materia orgánica
α,α dipiridina en NH4OAc 1N neutro Fe ferroso
NaF y NaOH Materiales amorfos
Hexametafosfato sódico Arcilla naturalmente dispersa
Composición de las arenas
Conductividad eléctrica Salinidad
CONSISTENCIA
Esta propiedad depende del estado de humedad de la muestra de suelo, por lo que los
ensayos que se hagan deberán tenerlo en cuenta. Se describe al tener relevancia práctica
para el crecimiento de las plantas y manejo del suelo, tanto en agricultura como en
ingeniería civil. Así por ejemplo, en un horizonte Ap, las raíces se concentran allí donde la
resistencia mecánica a la penetración sea menor.
Las pruebas para evaluar la consistencia según el contenido de humedad son las siguientes:
Estado de humedad de la muestra Prueba adecuada
Cualquiera Compacidad
Muy húmeda (mojada) Plasticidad
Adhesividad
Húmeda y ligeramente húmeda Friabilidad
Seca Fragilidad o dureza
Para realizar medida cuantitativas se puede emplear un penetrómetro de bolsillo. En la
práctica, no se suele describir la consistencia en los diferentes estados de humedad,
limitándose al que presenta la muestra en las condiciones de campo.
6
La compacidad hace referencia a que las partículas están próximas y fuertemente unidas
unas a otras. Con esta descripción se pretende dar una información de síntesis de la
cohesión del material:
Criterios adoptados Descripción
Material no coherente; el cuchillo penetra sin esfuerzo hasta el mango No coherente
Se requiere un ligero esfuerzo para introducir el cuchillo Poco compacto
El cuchillo solo penetra de una forma parcial incluso si se realiza un
esfuerzo grande
Compacto
No se puede introducir el cuchillo más que unos pocos mm Muy compacto
Los suelos ricos en arcilla presentan una compacidad elevada. En estado húmedo esto se
traduce en una cierta plasticidad y adherencia; en estado seco en una rigidez. La
adhesividad es el resultado de la tensión superficial y expresa la capacidad para adherirse a
las superficies. Es función del contenido de humedad, aumenta con el contenido de arcilla
(suelos “pesados”, por la dificultad que presentan al labrarlos). La adhesividad de una
muestra muy húmeda (mojada) se evalúa presionando el material entre el pulgar y el índice
y observando el grado de adherencia. La plasticidad expresa la facilidad del material para
ser moldeado. Para evaluar la plasticidad máxima se humedece la muestra, si es necesario,
y se amasa en la mano formando un cilindro. La consistencia en frio y húmedo o
friabilidad, hace referencia a la resistencia que ofrece el material bajo una determinada
presión, entre el pulgar y el índice, en una muestra de forma cubica de unos 3 cm de lado.
La consistencia en seco o dureza expresa la fragilidad de un agregado. Se evalúa tratando
de romper entre el pulgar y el índice o con la mano una muestra seca al aire, de forma
cubica, de 3 cm de lado. Porta J. et al, 1999.
CEMENTACIONES
Porta J. et al, 1999 indica que para verificar las cementaciones se toma un fragmento de
unos 3 cm y se deja en agua por espacio de 24 horas; si se disgrega no hay cementación.
Interesa caracterizar el grado de cementación, naturaleza probable del cemento, continuidad
de la capa cementada y la estructura de cementación. Una cementación por CaCo3 da
efervescencia y se disgrega con HCl (11%), mientras que si se trata de sílice (duripan) se
disgregara con NaOH (IN)
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POROSIDAD
Cruz E., 2015, menciona que la porosidad representa el porcentaje total de espacios que
hay entre el material sólido de un suelo. Es un parámetro importante porque de él
depende el comportamiento del suelo frente a las fases líquida y gaseosa, y por tanto vital
para la actividad biológica que pueda soportar.
Navarro G., 2013, señala que los poros son las vías por las cuales el agua penetra y circula
en el suelo. Muchos de ellos se encuentran conectados entre sí, formando verdaderos
canales. El aire para las raíces de las plantas, se encuentra llenando parcialmente dichos
espacios junto al agua.
La porosidad (P) es el volumen de suelo que ocupa normalmente el agua y el aire del
mismo. Su valor se expresa como porcentaje del volumen del suelo, y se puede calcular
mediante la fórmula:
P(%)=100 x (1- Da/Dr)
El suelo ideal es el que tiene el espacio poroso dividido por igual entre poros grandes y
pequeños. Se dice entonces que tiene las mejores condiciones para una buena aireación
permeabilidad y retención de agua.
En el suelo hay dos tipos de poros:
Macroporos.- Son los poros grandes que permiten el movimiento libre de agua y del aire
en el suelo. Dependen mucho de la textura y estructura de cada suelo y son de mayor
tamaño y más numeroso en los suelos arenosos que en los arcillosos.
Microporos.- Son poros muy pequeños por los que la circulación del aire y el agua se ven
notoriamente dificultadas. Son característicos de los suelos de texturas finas o arcillosas.
8
INFILTRACION
Proceso de entrada de agua en el suelo al atravesar su superficie. Porta J. et al, 2010.
PERMEABILIDAD
Facilidad con la que cualquier fluido pasa a través de una masa de suelo (un horizonte o un
medio poroso en general) en respuesta a un gradiente de potencial hidráulico. Porta J. et al,
2010.
GRIETAS
Los suelos expandibles se caracterizan por la apertura de grietas que permanecen abiertas
durante la estación seca. Se consideran abiertas si controlan la infiltración y la percolación
en un suelo arcilloso seco. La presencia de estas hasta una profundidad de 50 cm o más
evidencia una elevada proporción de arcillas expandibles. Se describe la orientación,
anchura máxima y modal y la longitud de las grietas. Grietas con una anchura de por lo
menos 5 mm o más, a través de un espesor de 25 cm o más dentro de los primeros 50 cm
sirven de criterio de diagnóstico del carácter vértico. Porta J. et al, 1999.
Tamaños de los poros (mm diámetro)
Descripción de los poros Funciones de los poros
<0,0002 Residual Retienen agua que las plantas no pueden usar
0,0002 – 0,05 Almacenamiento Retienen agua que las plantas pueden usar
>0,05 Transmisión Permite que el agua drene y que entre el aire
>0,1 a 0,3 Enraizamiento Permiten que las raíces de las plantas penetren libremente
0,5 – 3,5 Canal de lombrices Permiten que el agua drene y que entre el aire
2 – 50 Nidos de hormigas y canales Permiten que el agua drene y que entre el aire
9
PROPIEDADES QUIMICAS
LOS ELEMENTOS QUÍMICOS EN EL SUELO
Situación de los elementos químicos en el suelo.
Los elementos químicos del suelo pueden estar contenidos en:
La fase sólida.- Formando parte de la estructura de los minerales o incluidos en
compuestos orgánicos.
La fase líquida.- Contenidos en el agua del suelo. Por lo general, las moléculas están
total o parcialmente disociadas en iones: los de carga positiva se llaman cationes y los
de carga negativa se llaman aniones. (Ej. Nitrato sódico). El agua del suelo, junto con
los nutrientes disueltos, recibe el nombre de solución del suelo.
Componentes inorgánicos del suelo.
Los elementos más abundantes de la corteza terrestre son el oxígeno (O) y el silicio (Si),
que representan el 75 % del total. A continuación le siguen el aluminio (Al), el hierro (Fe),
el calcio (Ca), el sodio (Na), el potasio (K), y el magnesio (Mg).
Los compuestos inorgánicos más abundantes son:
• Las arcillas.- Son silicatos de aluminio hidratados, con estructura laminar. Existen
diferentes tipos de arcillas: caolinita, mica, montmorillonita, vermiculita, clorita, etc.
• Óxidos e hidróxidos.- Compuestos de oxígeno y del grupo OH con otros elementos.
Van normalmente asociados a las arcillas.
• Carbonato cálcico.- Sal derivada del ácido carbónico, de fórmula CaCO3. Se encuentra
en la naturaleza principalmente en forma de calcita y aragonito. No se disuelve en agua
pura, pero sí en agua que contenga CO2, como es el caso del agua del suelo.
• Yeso.- Mineral común consistente en sulfato de calcio hidratado (CaSO4·2H2O).
U.C.A, 2009.
10
CAPACIDAD DE INTERCAMBIO CATIÓNICO (C.I.C.)
U.C.A, 2009, indica que la Capacidad de Intercambio Catiónico es la suma total de los
cationes adsorbidos por el C. A-H, que pueden ser intercambiados por otros cationes de la
solución del suelo.
Se expresa en meq / 100 g. de suelo
Valores medios de C.I.C. según la textura del suelo (U.S.D.A.)
Suelos arenosos…………. 1-5 meq / 100 g
Suelos francos…………....5-15 meq / 100 g
Suelos arcillosos………….15-30 meq / 100 g
Turba de sphagnum……...100 meq / 100 g
Valor extremo inferior……< 5 meq / 100 g
Valor extremo superior…..> 30 meq / 100 g
Humus…………………….150-500 meq / 100g
SUELOS con C.I.C. < 5 meq / 100 g son suelos pobres, arenosos, poco aptos para la vida
de las plantas
SUELOS con C.I.C. > 30 meq / 100g son suelos excesivamente arcillosos, con problemas
de permeabilidad y estructura
EL pH DEL SUELO. ACIDEZ DEL SUELO.
La acidez del suelo se determina por la concentración de protones en la solución del suelo.
Se expresa como pH, que es el logaritmo cambiado de signo, de la concentración de
protones en una disolución determinada.
pH = - log [ H + ]
Clasificación de los suelos según el valor del pH
(U.S.D.A.)
El valor de pH varía entre 0 y 14
En la mayoría de los suelos el valor de pH está
comprendido entre 4,5 y 10. U.C.A, 2009.
< 4,5 Extremadamente
ácido
4,5 – 5,5 Fuertemente ácido
5,6 – 6 Medianamente ácido
6,1 – 6,5 Ligeramente ácido
6,6 – 7,3 Neutro
7,4 – 7,8 Medianamente básico
7,9 – 8,4 Básico
8,5 – 9 Ligeramente alcalino
9,1 – 10 Alcalino
11
LA CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA. SALINIDAD DEL SUELO
U.C.A, 2009 manifiesta que un suelo es salino cuando tiene un exceso de sales solubles,
cuyos iones en la solución del suelo impiden o dificultan el desarrollo normal de las
plantas.
Se consideran sales solubles las que están compuestas por los siguientes iones:
Cationes: calcio, magnesio, sodio, potasio
Aniones: cloruro, sulfato, bicarbonato, carbonato
Conductividad eléctrica.
Es la medida de la cantidad de corriente que pasa a través de la solución del suelo.
La conductividad eléctrica de una solución es proporcional al contenido de sales disueltas e
ionizadas contenidas en esa solución. Por tanto, el contenido de salino de una solución se
conoce midiendo la conductividad eléctrica de la solución, mediante la fórmula:
ST = 0,64 · CE
Clasificación de los suelos según su salinidad
TIPO DE SUELO CONDUCTIVIDAD
ELÉCTRICA
Suelo Normal < 2 dS/m
Suelo Salino > 2 dS/m
Salinidad Ligera 2 – 4 dS/m
Salinidad Mediana 4 – 8 dS/m
Salinidad Fuerte 8 – 16 dS/m
Salinidad Extrema > 16 dS/m
CE = Conductividad eléctrica.
Se expresa en:
deciSiemens / metro (dS/m)
milimhos / centímetro (mmho/cm)
1 dS/m = 1 mmho/cm
ST = Contenido total de sales.
Se expresa en:
gramos / litro de disolución (g/l)
12
TRANSFORMACIONES DE LOS NUTRIENTES EN EL SUELO
Murrell T., 2003, indica que estas transformaciones son el resultado de las reacciones
químicas que determinan en donde se encuentran los nutrientes dentro del sistema. El
conjunto completo de reacciones, para un determinado nutriente, se llama ciclo. Se usa este
término porque los nutrientes no se destruyen en las reacciones, simplemente son
relocalizados de una parte del ambiente a otra.
Cada ciclo está compuesto de:
1) Entradas.- Son los lugares en el ciclo por donde ingresan los nutrientes.
2) Salidas.- Son los sitios por donde los nutrientes abandonan el ciclo.
3) transformaciones o componentes del ciclo.- Son las reacciones que cambian la forma
química del nutriente.
Los ciclos en el suelo, de los nutrientes nitrógeno (N), fósforo (P) y potasio (K),
provenientes tanto de fuentes orgánicas como inorgánicas.
CICLO DE NITRÓGENO
13
Entradas
N orgánico.- Provienen de los residuos de corral, biosólidos, residuos de plantas y la
fijación por organismos del suelo.
N inorgánico.- Provienen de la aplicación de los fertilizantes comerciales y de las
deposiciones hechas por las lluvias. La producción de los fertilizantes nitrogenados es
también un proceso de fijación que convierte el N atmosférico a formas concentradas más
solubles.
Transformaciones
El N orgánico pasa a formar parte de la materia orgánica del suelo. Una parte de este N se
convierte en N inorgánico a través del proceso llamado mineralización.
El N inorgánico puede convertirse en N orgánico a través del proceso de inmovilización.
Por esta razón, una porción del N aplicado, ya sea que provenga de fuentes orgánicas o
inorgánicas, pasa a formar parte de la materia orgánica del suelo, mientras que otra porción
está presente como N inorgánico. La proporción relativa de cada uno depende de la fuente,
de la composición del suelo y de las condiciones ambientales.
Existen dos formas principales de N inorgánico en el suelo:
Amonio (NH4+) tiene carga positiva y es retenido por las cargas negativas de las
partículas coloidales del suelo (arcillas y humus) a través de reacciones de intercambio.
Por estas mismas reacciones de intercambio también puede regresar a la solución del
suelo. Una porción del NH4+ se convierte en NO3
- con la mediación de bacterias del
suelo en un proceso llamado nitrificación. El NH4+ puede también ser retenido entre las
capas de ciertas arcillas del suelo (fijación de NH4+) de donde puede regresar a la
solución dependiendo de las condiciones químicas del suelo.
Nitrato (NO3-) debido a que está cargado negativamente, el NO3
- se mueve libremente
con el agua del suelo y no es retenido por las cargas negativas del suelo. El NH4+
y el
NO3- son las únicas formas de N que pueden ser absorbidas por las raíces de las plantas.
Una vez dentro de las plantas, estas formas de N se convierten a formas orgánicas de N
como las proteínas.
14
Salidas
El N puede perderse en el suelo de varias maneras. Los cultivos remueven del campo el N
acumulado en las partes cosechadas de las plantas. El N en la materia orgánica y el N fijado
como NH4+ en las arcillas pueden perderse con la pérdida de suelo por erosión. El NH4
+ y
el NO3- en solución pueden perderse en el agua de escorrentía. El NO3
- , debido a que no es
retenido por los coloides del suelo, puede perderse hacia la tabla de aguas por lixiviación
dependiendo de la profundidad de la tabla de aguas y la cantidad de evaporación y
transpiración del suelo. En condiciones de suelo húmedo, el NO3- puede convertirse a
formas gaseosas de N a través del proceso llamado denitrificación. Estos gases regresan a
la atmósfera. Una de estas formas gaseosas de N, el óxido nitroso (N2O), es un gas
invernadero. Finalmente, el NH4+ puede convertirse en gas amoniaco (NH3) y regresar a la
atmósfera mediante el proceso denominado volatilización.
CICLO DEL FÓSFORO
15
Entradas
P orgánico.- residuos de corral, biosólidos y residuos de plantas.
P inorgánico.- fertilizantes comerciales y los minerales primarios del suelo.
Los minerales del suelo liberan P a través del proceso de meteorización. Al contrario del N,
no existe fijación biológica de P y la contribución por deposición atmosférica es muy baja.
Transformaciones
La materia orgánica del suelo es tan importante para el P como lo es el N. Como con el N,
la mineralización libera P inorgánico de las fuentes orgánicas del suelo. La inmovilización
es el proceso inverso que convierte el P inorgánico a formas orgánicas. Sin importar si el P
proviene de fuentes orgánicas o inorgánicas, una porción de este P existe en forma orgánica
y otra en forma inorgánica en el suelo.
El P inorgánico en la solución del suelo está presente en dos formas diferentes:
Ortofosfato primario (H2PO4-).
Ortofosfato secundario (HPO42-
).
Estas formas de P en la solución del suelo reaccionan fuertemente con la superficie de las
arcillas (minerales secundarios) y otros compuestos. Ocurren dos reacciones primarias:
adsorción y precipitación. En las reacciones de adsorción, el P es fuertemente retenido en
la superficie de los minerales. En las reacciones de precipitación, el P puede reaccionar con
otras especies químicas en solución o con la superficie de los minerales, formando
compuestos insolubles. Los dos tipos de reacciones dejan poco P en la solución del suelo.
Una parte del P adsorbido y una parte del P precipitado, pueden resolubilizarse y regresar a
la solución del suelo a través de reacciones de de-adsorción. Las plantas pueden utilizar
solamente el P en la solución del suelo. Una vez asimilados por las plantas, el HPO42-
y el
H2PO4- son convertidos a formas orgánicas, como la adenosina difosfato (ADP) y la
adenosina trifosfato (ATP).
Salidas
Existen varios sitios por donde el P puede perderse del suelo. El P se pierde del suelo cada
vez que se saca del campo la cosecha de un cultivo. Debido a que el P está retenido
fuertemente en la fase sólida del suelo, también puede perderse a través de la erosión.
Además, el P en solución puede perderse por escorrentía.
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Existe cierta evidencia de que el P de los fertilizantes más solubles es más susceptible a
estas pérdidas que otras fuentes menos solubles. La última salida de P del suelo es por de
lixiviación en suelos que tienen superficies menos reactivas, por ejemplo, suelos muy
arenosos en áreas de alta precipitación donde se han hecho aplicaciones muy altas de P.
También existe evidencia que sugiere que las aplicaciones de residuos de corral producen
un mayor moviendo de P a través del perfil del suelo que las formas inorgánicas de P.
CICLO DEL POTASIO
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Entradas
Las entradas de K son idénticas a las del P: residuos de corral, biosólidos, residuos de
plantas, fertilizantes comerciales y a través de la meteorización de los minerales en el suelo.
Sin embargo, a diferencia del P, el K en las fuentes orgánicas está presente como K
inorgánico y no como un componente estructural de los compuestos orgánicos.
Transformaciones
Debido a que no es parte de la estructura de los componentes orgánicos, el K no está sujeto
a los procesos de mineralización o inmovilización. El K inorgánico es soluble y es la única
forma como lo toman las plantas. Después que la planta absorbe el ión K (K+), éste
permanece en forma inorgánica dentro de la planta. Las reacciones dominantes del K+
inorgánico en la solución son reacciones de intercambio, que permiten que el K+
sea
retenido en las cargas negativas de la superficie de los minerales del suelo. Este K+
puede
liberarse para regresar a la solución del suelo. Al igual que el NH4+, el K
+ puede fijarse
entre las capas de ciertas arcillas. Una parte de este K fijado puede regresar a la solución
del suelo si existe un gradiente de potencial químico lo suficientemente alta.
Salidas
Como en el caso del N y el P, el K se pierde del suelo por medio de la extracción del campo
de la cosecha de los cultivos. El K adsorbido y fijado en el suelo puede perderse por
erosión. En suelos con bajo potencial de adsorción y fijación, en áreas de alta precipitación,
el K se puede perder hacia la tabla de aguas por lixiviación.
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PROPIEDADES BIOLOGICAS
Agüero R., 2015, menciona a los organismos del suelo, materia orgánica, humus,
respiración edáfica, carbono de biomasas microbianas como las propiedades biológicas de
suelo.
ORGANISMOS DEL SUELO
Navarro G., 2003, indica que entre las formas vivientes del suelo, se pueden distinguir dos
grupos principales: los macroorganismos y microorganismos, constituidos por formas
animales y vegetales.
Organismos del suelo
Animales
Macro
Pequeños mamíferos
Insectos
Caracoles y babosas
Arácnidos
Lombrices de tierra
Micro
Nematodos
Protozoos
Rotíferos
Vegetales
Macro Raíces de plantas superiores
Micro
Algas
Verdes
Verdes – azuladas
Diatomeas
Hongos
Setas
Levaduras
Mohos
Actinomicetos
Bacterias
Aerobias
Anaerobias
Autótrofas
Heterótrofas
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MATERIA ORGANICA
Porta J. et al, 1999, señala que al describir la materia orgánica se atiende a si hay restos y
residuos orgánicos incorporados al suelo y si están más o menos transformados. La
cantidad de materia orgánica se estima a partir del color y se verifica con un posterior
análisis en laboratorio. Se describirá la forma de materia orgánica, restos de vegetales
identificables o no, tipos de humus, etc.; la naturaleza de los restos, acículas, hojas
planiformes, cortezas, etc.; y el grado de unión entre la materia orgánica y la mineral. Las
capas y horizontes orgánicos se describen atendiendo al grado de descomposición.
Los residuos orgánicos adicionados al suelo, después de su destrucción mecánica y física,
se descomponen o biodegradan hasta sus componentes elementales de proteínas,
aminoácidos, carbohidratos, etc., en el proceso de mineralización, a través del cual
proporcionan muy buena parte de sus nutrientes a las plantas y demás comunidades bióticas
presentes en el suelo. Los residuos orgánicos conforman un sustrato para los
microorganismos del suelo, que generan el primer proceso biodegradativo de ellos, en este
proceso los productos son: energía, CO2, agua y nutrientes, formas elementales de N, S, y
P, ácidos orgánicos. González L., 2007.
HUMUS
U.C.A., 2009, manifiesta que el Humus es materia orgánica en descomposición que se
encuentra en el suelo y procede de restos vegetales y animales muertos. La composición
química del humus varía porque depende de la acción de organismos vivos del suelo, como
bacterias, protozoos, hongos y ciertos tipos de escarabajos. El humus es una materia
homogénea, amorfa, de color oscuro e inodora. Los productos finales de la descomposición
del humus son sales minerales, dióxido de carbono y amoníaco.
RESPIRACION EDÁFICA
Parkin et al, 1996, citados por U.S.D.A., 1999, indica que la respiración del suelo o edáfica
es la producción de dióxido de carbono (CO2) como resultado de la actividad biológica en
el suelo o insectos.
20
Reicosky et al, 1995, citados por la entidad antes mencionada, señalan que la respiración
del suelo es altamente variable, tanto espacialmente como estacionalmente, y está
fuertemente afectada por condiciones de humedad y temperatura, dado que esta variable
puede complicar las interpretaciones, deben tomarse ciertas precauciones durante el
muestreo. Conocer la historia del sitio de muestreo y las características de los suelos
cercanos se torna muy importante al evaluar la respiración. El color del suelo puede proveer
alguna ayuda al interpretar índices de respiración. Un suelo de color claro, con un elevado
índice de respiración puede ser indicativo de un suelo que está perdiendo su materia
orgánica. Un suelo relativamente más oscuro con el mismo índice de respiración podría ser
considerado sano. El color oscuro indica la presencia de materia orgánica. Las labranzas y
la cultivación pueden ocasionar la pérdida de carbono del suelo y un aumento del CO2
liberado. El suelo es aflojado, lo cual crea mejor accesibilidad para el oxígeno necesario
para la respiración y descomposición de la materia orgánica, produciendo una liberación de
CO2
Índices generales para clases de respiración del suelo, y estado del suelo, en
condiciones óptimas de temperatura y humedad, primordialmente para uso agrícola
(Woods End Research, 1997)
Respiración del
suelo
kgC (en CO2)/ha/d
Clase Estado del suelo
0 Sin actividad del suelo El suelo no presenta actividad biológica
y es virtualmente estéril
<10.64 Actividad del suelo
muy baja
El suelo ha perdido mucha materia
orgánica disponible y presenta poca
actividad biológica
10.64 – 17.92 Actividad del suelo
moderadamente baja
El suelo ha perdido parte de materia
orgánica disponible y la actividad
biológica es baja.
17.92 – 35.84 Actividad del suelo
mediana
El suelo se está aproximando, o
alejando, de un estado ideal de
actividad biológica
35.84 – 71.68 Actividad del suelo
ideal
El suelo se encuentra en un estado ideal
de actividad biológica y posee
adecuada materia orgánica y activas
poblaciones de microorganismos.
>71.68 Actividad del suelo
inusualmente alta
El suelo tiene un muy elevado nivel de
actividad microbiana y tiene elevados
niveles de materia orgánica disponible,
posiblemente a través del agregado de
grandes cantidades de materia orgánica
fresca o abonos
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CARBONO DE BIOMASAS MICROBIANAS
Rice & al., 1996; Ross & al., 2001; Van Gestel & al., 1991;, citados por Iglesias M., 2008,
manifiestan que la biomasa microbiana constituye el componente vivo de la materia
orgánica del suelo y representa la fracción lábil, y por lo tanto responde rápidamente al
efecto de perturbación o recuperación del suelo. Los microorganismos juegan un papel
importante en el desarrollo y conservación del suelo. Las alteraciones en la biomasa
microbiana, como el descenso de la misma, parece estar determinado por propiedades de
las comunidades microbianas, su tipología y actividad, así como por las condiciones
climáticas a las que se ve sometido el suelo, más que a sus características edáficas.
Según Dalal, 1998; Zoog & al., 1997; Powlson & al., 1987; Sparling, 1992 citados por el
autor antes mencionado la cantidad de biomasa microbiana del suelo y los cambios
estaciónales sufridos por ella, van a estar influidos por la cantidad de materia orgánica del
suelo, por factores climáticos, uso de la tierra y por las característica físico-químicas del
suelo. Lo que la convierte en un indicador altamente sensible de los cambios sucedidos en
el suelo, siendo por ello utilizada para predecir cambios en la materia orgánica por distintas
prácticas en el suelo.
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GLOSARIO
Fragmentos.- Parte o pedazo, generalmente irregular, de una cosa partida o quebrada.
Sílice (duripan).- Es un material muy duro que se encuentra en casi todas las rocas, es el
principal componente de la arena, arenisca, cuarcita, granito, etc., se presenta en tres
formas, solo la cristalina representa un peligro a la salud. Un duripan es un diagnostico
horizonte del suelo que esta cementado por sílice aluvial en un subsuelo capa dura.
Acículas.- Termino empleado para designar aguijones finos y delicados que no son
hirientes.
Ión. Átomo o grupo de átomos que ha ganado o perdido electrones.
Catión. Ión de carga positiva.
Anión. Ión de carga negativa
Solución del suelo.- Agua del suelo junto los nutrientes disueltos en ella.
C. A-H.- Complejo arcilloso-húmico (complejo coloidal). Son pequeñas partículas de
humus y arcilla que están en suspensión en la solución del suelo, que por acción del calcio
se coagulan formando una masa gelatinosa, determina la fertilidad del suelo. Tiene carga
negativa.
Mineralización.- proceso de descomposición de la materia orgánica del suelo en el cual se
libera nitrógeno inorgánico, es la transformación del nitrógeno orgánico en amonio,
mediante la acción de microorganismos del suelo/ conversión de nitrógeno orgánico en
nitrógeno mineral, fundamentalmente en nitrato y amonio.
Inmovilización.- Proceso que se manifiesta cuando se incorpora al suelo materia orgánica
con una alta relación carbono/nitrógeno
Denitrificación.- Proceso de reducción de nitrato mediante la acción de bacterias
denitrificadoras./ Es la conversión del nitrato en nitrógeno gaseoso o en óxidos de
nitrógenos gaseosos, los que pasan a la atmosfera./ este fenómeno se debe a que, en
condiciones de excesiva humedad en el suelo, la falta de oxígeno obliga a ciertos
microorganismos a emplear nitrato en vez de oxígeno en su respiración
Lixiviación.- Escurrimiento de líquidos a niveles inferiores de un suelo mediante drenaje,
arrastrando nutrientes, sales minerales y otros compuestos orgánicos.
Tabla de agua/nivel freático.- es la superficie de agua subterránea saturada, donde la
presión es igual a la atmosférica./ Es la distancia a la que se encuentra el agua desde la
superficie del terreno.
