RELACIÓN ENTRE LA TENDENCIA AL ENCOSTRAMIENTO...

INTRODUCCION

En los ambientes mediterráneos áridosy semiáridos, la formación de costras en lasuperficie del suelo, es uno de sus principa-les mecanismos de degradación, y es elresultado de la separación, arrastre y sedi-mentación de las partículas finas del mismo,con consecuencias muy negativas para suerosionabilidad, al potenciar en gran medi-da a la escorrentía superficial (Morgan,

1997). El proceso está muy relacionado conla textura, siendo las partículas tamaño limoy arena fina las que más fácilmente se sepa-ran de la matriz del suelo (Poesen, 1992).En ensayos sobre suelos arcillosos paramedir la erosión por salpicadura, Torri ySfalanga (1986), ponen de manifiesto quelos sedimentos recogidos están enriquecidosen agregados de 0,063 - 0,5 mm.

El desarrollo de la costra está muy rela-cionado con la estabilidad de los agregados

EDAFOLOGÍA, Vol. 10 (3), pp. 145-152, 2003

RELACIÓN ENTRE LA TENDENCIA AL ENCOSTRAMIENTOSUPERFICIAL Y EL PORCENTAJE DE AGREGADOS ESTABLESEN SUELOS DE LA COMUNIDAD DE MADRID

F. PEREGRINA ALONSO1, T. TEREFE WONDAFRASH1, J. SANTANO ARIAS1,F. SAN JOSE MARTINEZ2, M.A. MARTÍN MARTIN2, R. ESPEJO SERRANO1

1: Dpto. Edafología; 2: Dpto. Matemática Aplicada. ETSI Agrónomos; Universidad Politécnica de Madrid. Ciudad Universitaria s/n. 28040 Madrid.

Abstract. The relationship between the tendency to crust development and the contentin water stable aggregate(Kemper and Rosenau method)is studied in 35 soil samples fromdifferent lithological areas of the Comunidad de Madrid. The two crusting indices used, theFAO – PNUMA index and another one modified from the former, have very low relationshipto the percentage of water stable aggregates when we consider all the 35 samples togetherbut some tendencies and differences appear when we group the soils according to theirparent materials.

Key words: Crusting index; aggregate stability, lithology; silt; organic matter.

Resumen. Se hace un estudio sobre 35 suelos de la Comunidad de Madrid representati-vos de diferentes dominios litológicos en el que se relaciona la tendencia al encostramientosuperficial con el contenido en agregados estables al agua (método de Kemper y Rosenau).Los dos índices de encostramiento utilizados, el de FAO-PNUMA y otro modificado delanterior, dan globalmente muy baja relación con el porcentaje de agregados estables al agua.No obstante, cuando se agrupan los suelos por rocas madres afines se detectan diferencias.

Palabras Clave: Encostramiento; estabilidad agregados; litología; limo; materia orgánica.

y por tanto con los factores de los que estadepende, básicamente, el contenido en arci-lla, materia orgánica, oxihidróxidos libres, ycomposición iónica del complejo de cambio(Kay y Angers, 2000).

Se han establecido diversos índices paraevaluar el riesgo de degradación física delos suelos por desarrollo de costra superfi-cial. Por lo general todos ellos consideran allimo como un componente desfavorable y ala arcilla y la materia orgánica como favora-bles, por la capacidad de estos últimos paragenerar agregados. De entre ellos, hemosseleccionado el de FAO-PNUMA, 1980:

IE = (1,5Lf + 0,75Lg)/(Ac + 10MO)

Donde Lf es el porcentaje de partículasde tamaño limo ISSS (2 – 20 mm), Lg es elporcentaje de partículas de tamaño limogrueso (se considera como limo grueso a laspartículas de tamaño comprendido entre 20y 50 Ìm, es decir al Limo USDA -limoISSS, Ac es el porcentaje de partículastamaño arcilla, y MO el porcentaje de mate-ria orgánica. Cuanto mayor es el valor delíndice, mayor es el riesgo de desarrollo decostra superficial.

En la fórmula, destaca el papel determi-nante del contenido en materia orgánica;según Ekwe (1990), el desprendimiento departículas de la matriz del suelo por la accióndel impacto de las gotas de lluvia disminuyeexponencialmente al aumentar el contenidoen materia orgánica entre el 0 y el 12%.

En este trabajo, se estudia, en unapoblación de suelos representativa de lasdiferentes litologías de la comunidad deMadrid, la relación entre el índice de encos-tramiento de FAO-PNUMA (IE1), y unaadaptación del mismo (IE2), y el porcentajede agregados estables al agua de Kemper yRosenau (1986).

MATERIAL Y METODOS

Para el estudio, se muestrearon los 10cm superficiales de 35 suelos de laComunidad de Madrid. Se seleccionaron deforma que estuvieran representadas las dife-rentes litologías de la comunidad. Losmuestreos se realizaron en la primavera de2002, siempre en zonas no cultivadas en almenos los últimos 5 - 6 años, y en posicio-nes con pendiente superficial inferior al 5%.También se tuvo en cuenta en la selecciónde los puntos de muestreo, el mapa de ries-go de encostramiento a escala 1:200.000 deBienes et al. (1994), que establece 5 clasesde riesgos: Clase I: IE1 <1,15; Clase II:1,16<IE1<1,25; Clase III:1,26<IE1<1,55;Clase IV:1,56<IE1<1,65; Clase V:IE1>1,66.

En cada punto de muestreo se tomaron,en idénticas condiciones, dos submuestras;en una se determinó la textura, segúnKilmer y Alexander, (1949), el contenidoen materia orgánica, según Walkley yBlack, (1934), el pH, y la conductividadeléctrica en suspensiones suelo/agua derazón 1:2,5. A partir de estos datos se deter-minaron dos índices de encostramiento,uno IE1, de FAO-PNUMA, y otro, IE2 =(1,5Limo USDA + Arena fina USDA)/(Ac + 10MO), modificación del anterior, enel que se le da análoga importancia a lasdenominadas subfracciones limo fino ylimo grueso, que conjuntamente constitu-yen el limo USDA, y en el que se conside-ra además a la fracción arena fina comofactor de riesgo, según lo señalado porPoesen (1992). La otra submuestra seempleó para la determinación del porcenta-je de agregados mayores de 250 mm, esta-bles al agua, a partir de 4 g de agregadosmás arena gruesa comprendidos en el inter-valo de tamaños 1 - 2 mm, según la meto-dología de Kemper y Rosenau (1986).

146 PEREGRINA ALONSO et al.

RESULTADOS Y DISCUSION

La tabla 1 recoge los datos analíticosreferentes a los 10 cm más superficiales delos 35 suelos seleccionados. En la columna2, “suelo”, las filas con asterisco se refierena aquellos en los que se detectó en campopresencia de costra superficial; al lado decada suelo, figura la clase correspondientedel mapa de Bienes et al. (1994) del puntomuestreado.

A grandes rasgos, y en lo que al índiceIE1 respecta, según los criterios de Bienes etal. (adaptados de los de FAO-PNUMA), des-tacamos que el 92 % de los suelos de la comu-nidad de Madrid pertenecerían a la clase I(IE1<1,15), lo que no refleja para nada lo quedice la cartografía, ni evidencia la realidad.Esta diferencia podría explicarse por el hechode que para este trabajo, las muestras se toma-ron de los 10 cm más superficiales del hori-zonte A; en dicho espesor el contenido enmateria orgánica es superior al del conjuntodel horizonte, y en la fórmula del IE1, la mate-ria orgánica juega un papel preponderante.

El índice IE2, da una mayor dispersiónde valores (1,01 - 3,92, frente a los 0,50 -1,92 del IE1) y una información más ajusta-da a la realidad, principalmente en el casode los suelos con altos contenidos en limosy en los que las sales pueden favorecer lafloculación de las partículas de arcilla a par-tículas tamaño limo, como en el caso de lossuelos desarrollados sobre sedimentos ycoluvios margo-yesíferos.

Para este IE2, se proponen las clases:CI: IE2<1,50; CII: 1,51<IE2<1,75; CIII:1,76<IE2<2,00; CIV: 2,01<IE2<2,25; CV:IE2>2,25.

Globalmente, no se detectan relacioneslineales significativas entre los índices IE1 eIE2 y el porcentaje de agregados estables alagua. (R= -0,48 en el primer caso y R = -0,47 en el segundo). No obstante, cuandoanalizamos los datos agrupando los suelospor tipos de rocas madre, se observan cier-tas tendencias (Tabla 2).

Así, en el caso de los suelos desarrolla-dos sobre granitos- arkosas - gneises, seobtienen los valores medios mínimos, tanto

RELACIÓN ENTRE ENCOSTRAMIENTO Y AGREGADOS ESTABLES 147

Roca madre IE1 IE2 Agregados est. (%)

Granitos-gneises-arcosas

15, 18, 19, 20, 24, 25, 26,27, 30, 31, 32

0,600,46 – 0,88

1,2580,83 – 1,61

81,5571,4 - 92

Calizas 1, 2, 3, 4, 7, 8, 9, 16

0,910,66 – 1,07

1,621,25 – 1,86

69,965,2 – 76,3

Margas – calizas 11, 17, 22

0,880,56 – 1,08

1,901,18 – 2,44

50,9645,68 – 57,10

Margas yesíferas10, 13, 21, 23

1,3350,94 – 1,99

2,4171,81-3,03

58,2951,6 – 65,89

Sedimentos fluv 5, 6, 12, 14

1,30,98 – 1,96

2,541,90 – 3,92

59,649,65 – 70,52

Otros28, 29, 33, 34, 35

1,150,77 – 1,82

2,2821,36 – 3,21

66,5750,48 – 80,68

Tabla 1: Datos analíticos de las 35 muestras superficiales de suelo (0 – 10 cm) de la Comunidad deMadrid. *: Suelos, en los que se observó en campo la presencia de costra superficial.


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para IE1 como para el IE2, lo que es una con-secuencia de sus bajos contenidos en limo yarena fina y en algunos casos además de sualto contenido en materia orgánica; estossuelos son los que dan los valores más altosdel porcentaje de agregados estables al agua.Desde el punto de vista de riesgo de desarro-llo de costra superficial, y según los criteriosdel IE2, pertenecerían a las clases I y II.

Los suelos desarrollados sobre rocascalizas, muestreados por lo general en lospáramos que culminan la serie de sedimen-tos terciarios y entre los que se encuentranlas terra-rossa (calcic and petrocalcicRhodoxeralfs, Soil Survey Staff, 1999), dantambién unos valores bajos tanto en el índi-ce IE1 como en el IE2 y unos porcentajes deagregados estables al agua altos, los más

favorables después de los suelos graníticos.En este caso, la saturación del complejo decambio en Ca (datos no mostrados), es unfactor favorable para el desarrollo de agre-gados estables (Kay and Angers, 2000).Pertenecerían a las clases I, II, y III. Por elcontrario, los sedimentos margo - yesíferosdan suelos con valores medios altos de IE1e IE2 y bajos en el porcentaje de agregadosestables al agua; pertenecerían a las clasesIII, IV, V, con un alto porcentaje de puntosen la clase V.

En el caso de los suelos desarrolladossobre materiales margo - calizos, muy pró-ximos desde el punto de vista geográfico alos margo – yesíferos, extraña que siendolos valores de IE1 e IE2 menores que los deestos últimos, arrojen porcentajes de agre-


FIGURA 1: Situación de los puntos de muestreo.

gados estables al agua muy inferiores; estecomportamiento podría explicarse por laacción cementante del yeso, que generaagregados en el caso de las margas yesífe-ras, situación que no se da en las margascalizas, como pone de manifiesto el dato delos valores de la conductividad eléctrica delas muestras. Las diferencias ente los valo-res de los indices de encostramiento de lossuelos desarrollados sobre las margas y lasmargas yesíferas pueden explicarse en partepor que en estas últimas, el exceso de yesoha podido provocar la floculación de partede la arcilla que pasaría a engrosar las frac-ciones más gruesas; en la determinación dela textura no se procedió al lavado previopara eliminar el exceso de yeso. Así en lasmuestras de suelos con yeso, el contenidomedio en arcilla es del 14,6%, mientras queen los margo – calizos es del 25,4%. Estossuelos, presentan una mayor dispersión enlo que a los criterios de clase del IE2, perte-neciendo a las clases, I a V.

Los suelos desarrollados sobre sedi-mentos fluviales, fueron muestreados todosen el SE de la Comunidad de Madrid, dondepredominan los materiales terciarios decarácter calizo, margo - calizo, y margo -

yesífero; dan valores muy altos, tanto parael IE1 como para el IE2,lo que podría expli-carse por tener altos contenidos en limo yarena fina y muy bajos en materia orgánica( 1,7 % de media), consecuencia esto últimode su intenso aprovechamiento agrícola; porel contrario en ellos el valor del porcentajede agregados estables al agua es medio, loque podría explicarse por el múltiple carác-ter litológico de estos sedimentos, proce-dentes tanto de las áreas margo - yesíferas,como de las margo - calizas, como de lascalizas de los páramos. Respecto al índiceIE2, pertenecerían a las clases III, IV, y V.

Por último, destacamos, que más del 70% de los suelos muestreados, son entisoles(Soil Survey Staff, 1999) y por lo tanto,muy jóvenes, y poco evolucionados, de ahítal vez, la repercusión del factor roca madresobre el valor de los parámetros estudiados.

CONCLUSIONES

Para los estudios sobre el riesgo deencostramiento y erosionabilidad de lossuelos de la comunidad de Madrid, aplicadoa los 10 cm más superficiales de los mis-mos, la utilización de un índice de encostra-


FIGURA 2: Relación entre el % de agregados estables al agua (%agEs), y el índice de encostramiento

miento IE2 = (1,5Limo USDA + Arena finaUSDA)/(Ac + 10MO), modificado del deFAO-PNUMA, da resultados más ajustadosa la realidad que los obtenidos aplicando elíndice de FAO-PNUMA, que incrementaenormemente el número de suelos de laclase I, es decir sin riesgo de desarrollarcostra superficial.

En los suelos de la Comunidad deMadrid, el encostramiento superficial, y porlo tanto su erosionabilidad está relacionadacon el factor roca madre, condicionador dela textura principalmente en los suelos pocoevolucionados.

REFERENCIAS

Bienes, R., Nieves, M, Rodriguez, C.,Moscoso, J., and del Olmo, A. 1994.Soil overcrusting index map of theMadrid community. XV InternationalCongress Science of Soil. Mexico.Tomo 5b 58-59.

Ekwe E.I. 1990. Effect of organic matter onsplash detachment and the processesinvoved. Earth Surface Processes andLandforms, 15:175-181.

FAO-PNUMA, 1980. Metodología provi-sional para la evaluación de la degrada-ción de los suelos. FAO, Roma.

Kay, B.D., and Angers, D.A., 2000. Soilstructure. In M.E. Sumner (ed),Handbook of soil science. CRC Press,New York. A229-275.

Kemper, W.D., and Rosenau, R.C. 1986.Aggregate stability and size distribu-tion. In A.Klute ed. Methods of soilanalysis. Part 1, pp425-441. ASA,Madison, USA.

Kilmer V.J., and Alexander, L.T. 1949.Methods of making mechanical analy-sis of soils. Soil Science 68:15-24.

Morgan, R.P.C., 1997. Erosión y conserva-ción del suelo. Mundi Prensa. Madrid.

Poesen, J., 1992. Mechanisms of overland-flow generation and sediment produc-tion on loamy and sandy soils with andwithout rock fragments. En A. J.Pearson and AD Abrahams (eds),Overland flow: hydraulics and erosionmechanics. pp275-305.UCL Press,London,.

Soil Survey Staff, 1999. Soil Taxonomy, abasic system for making and interpre-ting soil surveys. USDA Agric.Handbook 436. US GovernmentPrinting Office, Washington DC.

Torri, D. and Sfalanga, M. 1986. Some pro-blems on soil erosion modelling. En: A.Giorgini, and F. Zingales (eds),Agricultural nonpoint source pollution:model selection and applications. Pp161-171 Amsterdan, Elsevier.

Walkley, A., Black, A. 1934. An examina-tion of the Degtjareff Method for deter-mining soil organic matter and a propo-sed modification of the chromic acidtitration method. Soil Sci. 37, 29-38.


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