Tema11 el suelo propiedades (1)

Eduardo Gómez 1Interfases de los sistemas terrestres

Las interfases en los

sistemas terrestres

El suelo


El suelo es la base de una serie de recursos importantes:

Por esta razón es importante su estudio y conservación yadoptar medidas ante los problemas que presenta, elprincipal de ellos, la erosión favorecida por las actividadeshumanas.

El suelo es la capa superficial, disgregada y de espesor variable que recubre lacorteza terrestre procedente de la meteorización de la roca preexistente.

El suelo es la base de una serie de recursos importantes:

Por esta razón es importante su estudio y conservación y adoptar medidasante los problemas que presenta, el principal de ellos, la erosión favorecidapor las actividades humanas.

Se emplea para: dar soporte a plantas y edificaciones, ubicarfosas sépticas, obtener recursos minerales (aluminio) omateriales de construcción; también es un recurso geológico,geomorfológico o paleontológico.


Definición de suelo

Es la cubierta más superficialde la corteza terrestre,resultado de la interacciónentre las rocas de la superficieterrestre, la atmósfera, lahidrosfera y la biosfera.

Suelo

Atmosfera

Geosfera

Biosfera

Hidrosfera

Concepto de suelo


Está constituido por materiales inorgánicos procedentesprincipalmente de la meteorización del sustrato yenriquecida por materia orgánica en vías dedescomposición (humus), permitiendo el asiento de lacubierta vegetal.

Constituye un ecosistema necesario para cerrar los ciclosmateriales del resto de los ecosistemas terrestres.

La ciencia que estudia el suelo es la edafología

Usos del suelo


El hombre destina el suelo a diferentes usos:

• Soporte de plantas• Construcción de vías de transporte u otras

infraestructuras• Fuente de recursos minerales (aluminio,

arcillas…)• Asentamientos humanos

Impactos sobre el suelo


• Erosión• Contaminación• Sobreexplotación• Empobrecimiento• Compactación• Degradación biológica• Perdida por recubrimiento (asfaltados…)


Composición del suelo

Composición

Sólidos

Materia Orgánica

Humus

Materia Inorgánica

Restos de meteorización

Líquidos

Agua

Sales minerales disueltas

Gaseosos O2 CO2 N2

Aire

Aire atmosférico rico en CO2 y

pobre en oxígeno.

El suelo está formado

por numerosos

componentes

Agua

Agua con sales disueltas que rellenan

parcialmente los poros del suelo.

Humus elaborado

Materia orgánica fermentada: ácidos

húmicos.

Materia orgánica

Restos de seres vivos: hojarasca,

deyecciones, cadáveres, etcétera.

Minerales de alteración

Minerales de arcillas, óxidos

e hidróxidos de hierro y aluminio,

carbonatos, etcétera.

Minerales heredados

Fragmentos de rocas, cuarzo, feldespatos,

etc., de la roca madre.

Fase sólida


I. Materia inorgánica: Gravas, arenas, arcillas, resultantes de la alteración de la roca

madre y sales minerales

II. Materia orgánica : Es materia orgánica en descomposición que forma el humus

- Viva (bacterias, hongos, invertebrados, etc.)- Muerta en descomposición (restos animales y vegetales)


Restos de meteorización Textura del suelo

Sales minerales Riqueza del suelo

Humus Productividad


Fase líquidaPuede ser:

• Agua de escorrentía

• Agua de gravitación

• Agua retenida

Agua capilar

Agua ligada

Rellena los poros

Contiene sustancias disueltas que pueden ser utilizadas

por las plantas


Fase gaseosa

1. Tiene una composición similar a la del aire querespiramos, aunque con mayor proporción de dióxido decarbono, resultado del metabolismo de los organismosdel suelo.

2. Presenta un contenido muy alto de vapor de agua.

3. Cuando el suelo es muy húmedo, los espacios de airedisminuyen, al llenarse de agua.

4. Es responsable de la oxidación de los componentes delsuelo

Gases del suelo


Composición media

Componente Gas del suelo Aire

Oxígeno 10 – 20 % 21 %

Nitrógeno 78,5 – 80 % 78 %

Dióxido de carbono 0.2 – 3.5 % 0.03 %

Agua Saturado Variable

Otros < 1 % > 1 %

Formación del suelo. Etapas


ETAPA C

Etapas de formación del suelo

Implantación progresiva de

los seres vivos y aparición

de la materia orgánica.

Aparición del nivel B por

precipitación de los

minerales disueltos en la

zona superficial.

Meteorización de la roca

madre, que se disgrega,

y aparición de los minerales

de alteración.

ETAPA A-C ETAPA A-B-C


Factores de formación del suelo

Formación del suelo

La roca madre

El relieve El tiempo El climaLos seres

vivos

Los tres primeros factores desempeñan un rol pasivo, mientras que el clima y

los seres vivos participan activamente en la formación del suelo.

rol pasivo rol activo

La roca madre aporta al suelo sus componentes minerales e influye en las primeras etapas de su formación.

Cuando la formación de un suelo ha sucedido en un tiempo insuficiente, este será un suelo inmaduro.

En zonas de pendientesse favorece la erosión,y en zonas llanas, la sedimentación.

Es el factor más importante: rocas distintas bajo el mismo clima producen suelos iguales.

Enriquecen el suelo con materia orgánica.Favorecen los procesosde meteorización química.Protegen el suelo de la erosión.Extraen sales mineralesde las zonas profundas.

Acciones negativas:deforestación, incendios, contaminación, sobreexplotación, urbanización…

Acciones positivas:abonado, reforestación, construcciónde bancales…

La naturaleza de la roca madre

El tiempo La topografía

El climaLos seres vivos

(Sobre todo la vegetación)

Las actividades humanas

Proceso de formación de un suelo

La roca madre


Es el sustrato a partir del cual se desarrolla el suelo. De éste se

deriva, por el efecto de la meteorización, directamente la

fracción mineral del suelo y ejerce una fuerte influencia sobre

todo en la textura del suelo, pero también en otros factores como:

1. Espesor

2. Morfología

3. Propiedades físicas

4. Propiedades físico-químicas

5. Fertilidad.


El clima

Es quizá el factor más importante porque condiciona el tipo de

meteorización de la roca madre e influye mucho en la evolución

del suelo. Así mismo, influye en otros factores formadores del

suelo como el factor biótico y en el relieve.

Los componentes climáticos más importantes son:

• La humedad

• Temperatura

• Balance hídrico

• Viento

Componentes climáticos


La humedad (disponibilidad y flujo de agua)

Una humedad alta favorece actividades químicas y

biológicas y se favorece el arrastre de partículas y diversas

sustancias (eluviación). Esta circunstancia modificará el tipo

de suelo que se puede formar.

Temperatura

El aumento de temperatura favorece la actividad química y

biológica y si va acompañada de precipitaciones fuertes

provoca pérdida de sílice del suelo por arrastre y los suelos

se vuelven estériles

Componentes climáticos II


Balance hídrico

Es la relación entre Evaporación (E) y Precipitación (P)

Si P > E: Arrastre de iones hacia horizontes profundos del suelo.

Si P < E: Ascenso de agua por capilaridad, junto con las sales que

contiene. Al evaporarse esta agua, las sales quedan en la superficie

formando costras llamadas caliches.

Componentes climáticos III


Viento

Provoca aumento de evaporación y de erosión (arrastre de partículas),

especialmente en las zonas áridas


Topografía

Los procesos de formación del suelo (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.

Una mayor pendiente influye en la formación del suelo por incremento de la erosión, disminución de la penetración del agua y disminución del grosor del suelo

Efecto de la pendiente


Pendientes fuertes: El suelo está sometido a una intensa erosión. La

pendientes estarán conformada por suelos esqueléticos.

Pendientes medias: Los suelos están sometidos a un continuo

transporte de materiales sólidos y soluciones, por lo que suelen

presentar pequeños o moderados espesores, con abundantes los

cantos angulosos, representativos de los suelos coluviales.

Se depositan materiales arrastrados formándose

suelos acumulativos que continuamente se están

sobreengrosando, formándose suelos muy

espesos y de texturas (granulometrías) muy finas.

3

2

1

Pendiente y 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.

Pendiente y exposición al sol


El relieve influye sobre distintos factores del clima edáfico:

1. Temperatura y humedad en función de la inclinación (influirá en la intensidad calorífica de las radiaciones recibidas)

2. Orientación (que regulará el tiempo de incidencia de las radiaciones solares)

3. Altitud (que influirá en los elementos climáticos generales).

Ladera SurLadera Norte

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


Tiempo de actuación

• Los suelos se desarrollaran mas fácilmente sobre materiales originales

sueltos e inestables que a partir de rocas duras y constituidas por

minerales estables..

• También hay una mas rápida formación en los climas húmedos y cálidos

que en climas secos y fríos.

• La velocidad de formación del suelo es muy variable, (desde 1mm/año

hasta 0,001mm/año). Se considera que un suelo está maduro después de

periodos de tiempo que oscilan entre unas decenas de años en climas

cálidos y húmedos y materiales adecuados a miles de años si las

condiciones no son tan favorables.

La velocidad de formación de un suelo es extraordinariamente lenta (el suelo

es un recurso no renovable) y depende del tipo de factores formadores de cada suelo


Factores biológicos

1. Constituyen las fuente de la fracción orgánica del suelo. Restosvegetales y animales que al morir se incorporan al suelo y sufrenprofundas transformaciones.

2. Ejercen importantes acciones de alteración de los materialesedáficos. Los organismos transforman los constituyentes del sueloal extraer los nutrientes imprescindibles para su ciclo vital. Sinellos, la humificación apenas se desarrolla.

3. Producen una intensa mezcla de los materiales del suelo comoresultado de su actividad biológica.

En general, el suelo se desarrolla a la par que la comunidad biótica que vive en el. Las acciones de los organismos son básicamente:

Humificación


Es el proceso de formación de humus (materia orgánica,microorganismos y productos de descomposición de lamateria orgánica).

Da al suelo un carácter ácido y es simultaneo al proceso demineralización.

Etapas del proceso:

1. Aparición del mantillo. Hojarasca y restos vegetales2. Creación del humus3. Presencia de arcilla mezclada con el humus

Funciones del humus


1. Actúa como reservorio que regula los ciclos biogeoquímicos.

2. Juega un papel importante en el establecimiento de la estructura del suelo y de su estabilidad.

3. Contribuye a determinar la capacidad de cambio del suelo, manteniendo los cationes bajo forma intercambiable y disponible para los vegetales.

4. Participa en el establecimiento del pH del suelo y del poder tampón.

5. Retiene agua.

6. Absorbe virus, sustancias tóxicas, enzimas, etc., pudiendo contrabalancear los efectos perjudiciales de distintos compuestos y/o ejerciendo un efecto estimulante sobre la fisiología de los vegetales.

Formación de las sustancias húmicas:

CONSTITUYENTES MONOMÉRICOS

(fenoles, quinonas, aa, azúcares)

POLÍMEROS ORGÁNICOS

Degradación

HUMIFICACIÓN

Repolimerización

Reacciones espontáneas

Autoxidación

Oxidación por enzimas microbianas

COMPUESTOS HÚMICOS

Ac. Fúlvico Ac. Húmico Humina


MacrofloraSon plantas superiores asentadas en el suelo. El papel de las mismas, en laevolución del suelo, puede concretarse en los siguientes puntos:

1. Constituyen una de las fuentes más importantes de despojos orgánicos,sobre todo en las capas inferiores del suelo.

2. Mantienen una estructura grumosa por su efecto de malla o enrejado.3. Contribuyen mecánicamente a la disgregación de las rocas.4. Al consumir oxígeno y desprender CO2 (respiración), influyen en la

alteración química de los minerales.5. Favorecen, en sus proximidades, una microflora del suelo

extremadamente rica como consecuencia de la secreción de productosfácilmente descomponibles. El número de microorganismos que vivenen la zona inmediata a la raíz, la rizosfera, puede ser hasta 100 vecesmás elevado que en otras zonas más alejadas del suelo.

6. Al reincorporar sobre el suelo la mayor parte de los nutrientes queabsorben, frenan los efectos de lavado de las corrientes descendentesde agua.

Gran cantidad de microorganismos

(106-109 bacterias/gr)

La mayoría heterotróficos, descomponedores de

carbohidratos


MicrofloraBacterias y hongos que contribuyen a la

formación de humus (especialmente en

climas húmedos), a la fijación del N2

atmosférico y a procesos de nitrificación-

desnitrificación.


MO Actinomicetes

Hifas de hongos

Agua

Bacterias


Animales

En el suelo viven pequeños mamíferos, insectos, miriápodos, babosas y

caracoles, ácaros, arañas y lombrices de tierra como grupos más

característicos.

Su papel en el suelo es:

1 Mejoran la estructura o agregación del suelo a causa de sus movimientos

en el mismo (fundamentalmente los organismos cavadores) y de la cantidad

de materia orgánica que incorporan.

2 Aquéllos que son predadores (herbívoros o carnívoros) tienen poca

influencia sobre la degradación de residuos; pero como muchos son

saprofitos y se alimentan de vegetales más o menos descompuestos, inician

unos procesos de degradación de esos residuos que facilitan el papel de la

microflora.


La macrofauna del suelo más estudiada son las lombrices de tierra. En un suelo

en el que abundan estas lombrices se calcula que hacen pasar a través de su

cuerpo una cantidad próxima a las 34 Tm de tierra por año. El suelo es

sometido a la acción de los encimas digestivos y a la trituración en el interior de

estos animales. La materia excretada tiene, en comparación con la original:

• mayor proporción de materia orgánica.

• más cantidad de nitrógeno total y en forma nítrica.

• mayor riqueza en Ca, Mg y P asimilables.

• pH más elevado.

El número de lombrices de tierra en un

suelo húmedo y rico en materia orgánica

puede superar los 2 millones por ha.

Suponiendo un peso de 0,5 g/ejemplar,

esta cantidad representa del orden de

1.000 kg de materia viva por hectárea.


Descriptiva del suelo

Perfil:

Es la estructura en corte transversal del suelo en el que se observan los horizontes o capas, cuyo número depende de la madurez del suelo.

Pedión:

Volumen de suelo que puede ser reconocido como un suelo individual. Es la unidad volumétrica de muestreo


A

A00 Hojas y residuos orgánicos sin descomponer

A0 Residuos parcialmente descompuestos

A1 Color oscuro por presencia de materia orgánica

A2 Color claro por efecto del lavado

B

B2 Precipitación de sustancias lavadas de A

B3 Transición B-C

CC Fragmentos y restos de meteorización de la roca

madre

DD Roca madre sin alterar

Horizontes


Horizonte A

El horizonte A o de lavado:

1. Es la parte más superficial

2. Tonalidad más oscura porque contiene el humus,

materia orgánica en vía de mineralización.

3. En este horizonte se observan las raíces de las

plantas y está constituido por partículas muy finas

de arena, limo y arcilla.

4. Es el más fértil de los tres.

5. En él se produce un lavado importante

(lixiviación), siendo eliminadas por la acción del

agua las sustancias solubles que emigran a

niveles inferiores.


Horizonte B

El horizonte B o de acumulación:

1. Está por debajo del A, y es de espesor variable

(desde varios centímetros hasta metros).

2. Carece de humus y su color es más claro.

3. En este horizonte precipitan las sustancias

minerales lavadas en el horizonte A.

4. En los climas más secos, el carbonato cálcico

arrastrado por las aguas de infiltración, precipita

en este horizonte dando lugar a formación de

costrones llamados caliche.


Horizonte C

El horizonte C, o de transición:

1. Es el más profundo y constituye el tránsito con

la roca madre.

2. Está formado por cantos en una matriz

arcillosa y arenosa, que van siendo más

numerosos y de mayor tamaño en la zona

profunda, en la que se pasa insensiblemente a

la roca madre. (horizonte D)

Eduardo Gómez47

Interfases de los sistemas terrestres

Propiedades físicas del suelo

Textura

Estructura

Consistencia

Color

Temperatura

Profundidad


Textura

La granulometría es esencial para cualquier estudio del suelo. Para clasificar a

los constituyentes del suelo según su tamaño de partícula se han establecido

muchas clasificaciones granulométricas.

Arcilla

Limo

Arena

Grava

Todas aceptan los términos de grava, arena, limo

y arcilla, pero difieren en los valores de los límitesestablecidos para definir cada clase.

Determinación de la textura


1. Granulometría: proporción relativa de arena, limo y arcilla que

contiene un suelo.

2. Textura: tipo de suelo según su granulometría.

3. Análisis granulométrico: determinación de los porcentajes de

arena, limo y arcilla, una vez que se han separado los fragmentos

gruesos (gravas…)

Clases texturales



Textura arenosa: Los suelos arenosos se denominan suelos sueltos. Se

caracterizan por tener una elevada permeabilidad al agua y por tanto una escasa

retención de agua y de nutrientes.

Textura arcillosa: Los suelos arcillosos se denominan suelos pesados o fuertes.

Presentan baja permeabilidad al agua y elevada retención de agua y de

nutrientes.

Textura franca: Se considera la textura ideal, porque tiene una mezcla

equilibrada de arena, limo y arcilla. Esto supone un equilibrio entre permeabilidad

al agua y retención de agua y de nutrientes.

Clases texturales


Suelo arenoso

Suelo franco

Suelo arcilloso


Estructura

Es la agrupación de partículas, formado agregados que dejan espacios que

favorecen la aireación, filtrado, permeabilidad y circulación del agua. Todo

esto condiciona a su vez el tipo de cultivos y la erosionabilidad del suelo

Tipos de estructura


1. Laminar. Los agregados tienen forma aplanada, con predominio de la

dimensión horizontal. Las raíces y el aire penetran con dificultad.

2. En bloques. Angulares o subangulares. Los agregados tienen forma de

bloque, sin predominio de ninguna dimensión.

3. Prismática. Los agregados tienen forma de prisma, de mayor altura que

anchura. Es típico de suelos con mucha arcilla.

4. Columnar. Semejante a la estructura prismática, pero con la base

redondeada. Esta estructura es típica de suelos envejecidos.

5. Granular. Los agregados son esferas imperfectas, con tamaño de 1 a 10

mm de grosor. Es la estructura más ventajosa, al permitir la circulación de

agua y aire.

Tipos de estructuras del suelo



Consistencia

Es la propiedad de compactación y porosidad. Viene

determinada por la textura y estructura más la actividad de los

seres vivos en el suelo.

Según la consistencia, se pueden clasificar los suelos en:

1. Muy compactos

2. Compactos

3. Friables (que se desmenuzan)

4. Muy Friables

La consistencia se usa en agronomía para saber la facilidad de

labranza de un suelo y la penetración del agua

Color del suelo


Depende de la composición, textura,

estado físico y humedad.

En los suelos jovenes depende de la

roca madre.

En los suelos maduros, el color varía

en función de la mezcla de minerales y

materia orgánica. En general, los

suelos más oscuros tienen mayor

cantidad de materia orgánica (humus)

El color también determina el albedo

del suelo (energía reflejada)


Temperatura

El suelo recibe las radiaciones procedentes del Sol y se calienta. Su

temperatura depende de como lleguen las radiaciones a la superficie

(humedad atmosférica, transparencia, nubosidad, precipitaciones, vientos,

topografía, cobertera vegetal, etc.) y de como el suelo las asimile (humedad,

color, calor específico, conductividad, etc.).

La temperatura del suelo está directamente relacionada con la temperatura

del aire atmosférico de las capas próximas al suelo y está sometida a

cambios estacionales y diurnos. Estas oscilaciones se van amortiguando

hacia los horizontes profundos. La distribución de la temperatura con la

profundidad constituye el perfil térmico.

La temperatura del suelo se mide a 50 centímetros de profundidad y se se

supone que es equivalente a la del aire atmosférico mas 1 grado centígrado.

Influye en los procesos físico-químicos y biológicos que tienen lugar en el

suelo


Profundidad

Distancia desde la superficie hasta la roca madre no alterada. Es un valor

importante en agricultura porque determina hasta donde pueden llegar las

raíces.


Propiedades químicas del suelo

Intercambio iónico

Acidez y alcalinidad

Salinidad


Intercambio iónico

Es el intercambio de

iones entre la fase

líquida y la sólida del

suelo. Afecta a la

nutrición de las plantas,

a la dinámica de los

contaminantes y al

poder de reciclaje

natural del suelo.

Importancia de la capacidad de

cambio iónico


1. Controla la disponibilidad de nutrientes para las plantas: K+,

Mg++, Ca++, entre otros.

2. Interviene en los procesos de floculación - dispersión de arcilla y

por consiguiente en el desarrollo de la estructura y estabilidad de

los agregados.

3. Determina el papel del suelo como depurador natural al permitir

la retención de elementos contaminantes incorporados al suelo.

pH del suelo


Los factores que hacen que el suelo tenga un determinado valor

de pH son diversos, fundamentalmente:

1. Naturaleza del material original. Según que la roca sea de reacción

ácida o básica.

2. Factor biótico. Los residuos de la actividad orgánica son de

naturaleza ácida.

3. Precipitaciones. Tienden a acidificar al suelo y desaturarlo al

intercambiar los H+ del agua de lluvia por los Ca++, Mg++, K+, Na+...

de los cambiadores.

4. Complejo adsorbente. Según que esta saturado con cationes de

reacción básica (Ca++, Mg++...) o de reacción ácida (H+ o Al+++).

También dependiendo de la naturaleza del cambiador variará la

facilidad de liberar los iones adsorbidos.



Importancia del pH del suelo para las plantas:

1. El pH ejerce una gran influencia en la asimilación de

elementos nutritivos.

2. El intervalo de pH comprendido entre 6 y 7 es el más

adecuado para la asimilación de nutrientes por parte de las

plantas.

3. Los microorganismos del suelo proliferan con valores de pH

medios y altos. Su actividad se reduce con pH inferior a 5,5.

4. Cada especie vegetal tiene un intervalo de pH idóneo.


SalinidadEs el resultado de la salinización, es decir, de la acumulación en el

suelo de sales solubles

salinidadPresión

osmótica

Crecimiento de las plantas(Sequedad fisiológica)

+

-


Existen básicamente, tres componentes del estrés salino que afectan a las

plantas:

a) Efecto osmótico:

Está generado por un aumento del potencial osmótico del suelo que

disminuye la disponibilidad de agua para la planta.

b) Efecto nutricional:

Las alteraciones nutricionales se producen cuando el vegetal tiene

problemas para absorber ciertos iones esenciales (nutrientes) en presencia

de excesivas cantidades de sales solubles en el suelo.

c) Efecto tóxico.

El efecto tóxico está inducido, casi siempre, por cientos iones como Cl y

Na. como en el caso de especies sensibles al exceso de iónes o cuando se

deteriora la estructura del suelo por su presencia.


Suelos salinos

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