30160 Manejo y Conservacion de Suelos_MODULO_UNIDAD 1

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA  – UNAD Escuela de Ciencias Sociales, Artes y Humanidades Contenido didáctico del curso Metodología del T rabajo Académico

UNIVERSIDAD NACIONAL NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA ESCUELA DE CIENCIAS AGRICOLAS, PECUARIAS Y DEL MEDIO AMBIENTE

30160

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MANEJO Y CONSERVACION DE SUELOS

SUSANA GÓMEZ POSADA (Director Nacional)

UNIDAD 1

PEREIRA Agosto de 2010

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INDICE DE CONTENIDO INTRODUCCIÓN ................................................ .......................................................................... .................................................... .......................... 8 UNIDAD UNO ............................ ...................................................... .................................................... .................................................. ........................ 12 EL SUELO COMO SISTEMA ................................................ .......................................................................... ................................ ...... 12 CAPITULO 1: GENESIS DEL SUELO ............................................... ............................................................... ................ 14 Lección 1: Material Parental .................................................. ............................................................................ ................................ ...... 14 1.1 Horizontes del Suelo ................................................... ............................................................................. .................................... .......... 14 1.2 Material Parental ............................................................. ...................................................................................... ................................ ....... 16 Lección 2: Factores y Procesos Pr ocesos de Formación del suelo ...................................... ...................................... 21 2.1 Procesos de Formación............................. Formación....................................................... .................................................... ............................ .. 21 2.2 Factores Factore s de Formación del suelo ........................................ .................................................................. ............................ .. 28 Lección 3: Clases taxonómicas de suelo y susceptibilidad a la degradación ........ 34 3.1 Entisoles, Inceptisoles e Histosoles ............................................................. ................................................................ ... 35 3.2 Andisoles y Alfisoles ............................................... ......................................................................... ......................................... ............... 37 3.3 Molisoles y Vertisoles .................................................. ............................................................................ .................................... .......... 38 3.4 Oxisoles y Ultisoles ......................................................... .................................................................................. ................................ ....... 39 Lección 4: Propiedades Físico químicas del suelo que influyen en la estabilidad de agregados. .................................................. ............................................................................ .................................................... ................................ ...... 43 4.1 Textura ........................................................................ .................................................................................................. .................................... .......... 43 4.2 Porosidad ........................................................................ .................................................................................................. ................................ ...... 44 4.3 Estructura ...................................................... ................................................................................ .................................................. ........................ 44 4.4. Consistencia del Suelo ................................................... ............................................................................. ................................ ...... 48 4.5 Resistencia del Suelo al Esfuerzo Cortante .................................................. .................................................... .. 50 Lección 5: Clases Agrológicas A grológicas del Suelo (Land Capability Classification) ............ 53 CAPITULO 2: BIOLOGIA DEL SUELO................................................... .............................................................. ........... 56 Lección 6: Ingenieros del suelo ................................................. ........................................................................... ............................ .. 56 Lección 7: Materia orgánica el Suelo (MOS) y capacidad de Resiliencia del suelo............................................... ......................................................................... .................................................... ............................................. ................... 60 7.1 Fracciones Fra cciones de la Materia Orgánica del d el Suelo ................................................ .................................................. .. 62 7.2 Materia orgánica del Suelo y Capacidad de Resiliencia del suelo .................. 64 Lección 8: Ultraestructura del suelo .......................................... .................................................................... ............................ .. 66 Lección 9. Ciclo del Carbono y MOS ................................................. ..................................................................... .................... 74

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9.1 Manejo del suelo y Captura de Carbono .............................................. ......................................................... ........... 77 Lección 10. Calidad del Suelo ................................................... ............................................................................. ............................ .. 81 10.1 Indicadores de Calidad del Suelo .................................................. .................................................................. ................ 81 CAPITULO 3: ATRIBUTOS EMERGENTES DEL SISTEMA SUELO ................ 86 Lección 11. Fertilidad ............................. ....................................................... ................................................... .................................... ........... 88 11.1 Carbono, MOS y Nitrógeno ........................................... ..................................................................... ................................ ...... 88 11.2 C.I.C ............................................................ ...................................................................................... .................................................. ........................ 90 11.3 Disponibilidad de Fósforo ............................ ...................................................... .................................................. ........................ 91 11.4 Bases cambiables y elementos menores meno res ................................... ...................................................... ................... 92 11.5 Manejo de Suelo y disponibilidad dispon ibilidad de nutrientes ............................................ 95 Lección 12. Salinidad ............................. ....................................................... ................................................... .................................. ......... 88 8 12.1 Factores formadores de suelos salinos ............................. ...................................................... ............................ ... 98 12.2 Suelos Salinos.................................................. ........................................................................... ............................................. .................... 99 12.3 Suelos sódicos ......................................................... ................................................................................... ................................... ......... 100 12.4. Suelos Alcalinos, Calcáreos y Magnésicos ................................................ ................................................ 102 Lección 13: Degradación química del suelo: Exceso o Pérdida de Materia Orgánica .................................................. ............................................................................ .................................................... .................................. ........ 104 13.1 Pérdida de MOS por acción biológica ........................................... ......................................................... .............. 104 13.2 Perdidas Per didas de MOS por Mecanización .................................................. ........................................................... ......... 106 13.3 Contaminación por Materia orgánica .................................................. ........................................................... ......... 108 Lección 14. Degradación química del suelo: Contaminación .............................. .............................. 110 14.1. Naturaleza de los contaminantes .......................................................... ............................................................... ..... 110 14.2 Mecanismos de Resiliencia del Suelo ante la Contaminación..................... 113 Lección 15: Índices de Calidad y Degradación del de l Suelo .................................... .................................... 117 15.1 Salinización ................................................................... ............................................................................................ .............................. ..... 117 1 17 15.2 Perdidas de MOS ................................. .......................................................... .................................................. .............................. ..... 117 15.3 Degradación por compactación ................................................. ................................................................... .................. 118

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LISTADO DE TABLAS Tabla 1. Principales características de los suelos con arcillas de baja actividad de los Trópicos húmedos y ventajas y limitaciones que resultan de estas características . ..................................................................................................... 40 Tabla 2. Distribución de los diferentes Ordenes de Suelos en las Regiones de Colombia ............................................................................................................... 41 Tabla 3. Clases Texturales .................................................................................... 43 Tabla 4.Carbono orgánico en los suelos del mundo (Modificado de Eswaran et al, 2003 por Martínez et al, 2008) .............................................................................. 77 Tabla 5. Principales efectos de las prácticas de manejo o de uso de suelos sobre la captura de carbono t C/ha/año). Zonas áridas y tropicales (de Lal, 1999) ........ 79 Tabla 6. Índices de calidad del suelo .................................................................... 87 Tabla 7. Distribución de las fracciones de fósforo total (ppm) en la capa arable de algunos suelos venezolanos con relación a su grado de meteorización. ............. 92 Tabla 8. Fuentes de elementos secundarios y menores ....................................... 94 Tabla 9. Causas de No disponibilidad de elementos en la solución del suelo ...... 95 Tabla 10. Microorganismos solubilizadores de minerales ..................................... 97 Tabla 11. Variación del porcentaje y pérdidas de materia orgánica (kg ha-1) en el sedimento erosionado en cuatro sistemas de labranza. ..................................... 107 Tabla 12. Persistencia de Plaguicidas en el suelo. ............................................. 111 Tabla 13. Niveles normales y tóxicos de metales pesados en el suelo ............... 113 Tabla 14. Fuentes de contaminación con metales pesados ................................ 113 Tabla 15. Índice de Salinización .......................................................................... 117 Tabla 16. Perdida de Materia Orgánica del Suelo ............................................... 118 Tabla 17. Algunos índices de Compactación del suelo ....................................... 119

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LISTADO DE GRÁFICOS Y FIGURAS Figura 1. El perfil de suelo ..................................................................................... 15 Figura 2. Formación de minerales ígneos silicatados ........................................... 17 Figura 3. Perfil de suelo con evidencia de Movimientos en masa ......................... 18 Figura 4. Deslizamientos en perfil conformado por Esquistos Pizarrosos. Carretera Vía El Cairo, Valle. ................................................................................................ 19 Figura 5. Plaza del Cocuy, Boyacá. Calizas. ........................................................ 20 Figura 6. Microfotografía que muestra el proceso de degradación de una roca granítica hasta formar suelo. ................................................................................ 21 Figura 7. Formación de suelo a partir de roca granítica ........................................ 22 Figura 8.Transporte de sedimentos y formación de depósitos. ............................. 23 Figura 9. Proceso de eluviación  – iluviación de arcillas ........................................ 24 Figura 10. Oxisol – Casuarito- Vichada ................................................................ 26 Figura 11. Estructura básica de Silicato y formación de arcillas por superposición de Silicatos en estructuras tetraédricas y octaédricas. .......................................... 27 Figura 12. Procesos de Meteorización química..................................................... 27 Figura 13. Formación de suelo en función del Clima ............................................ 29 Figura 14. Presencia de arcilla en el suelo en función del clima ........................... 30 Figura 15. Mineralización de materia orgánica en función del clima y de la cobertura vegetal ................................................................................................... 31 Figura 16. Cambios de las propiedades químicas del suelo en función de la precipitación .......................................................................................................... 31 Figura 17. Incidencia del relieve sobre la temperatura .......................................... 32 Figura 18. Microestructura del suelo y Raíces ejerciendo acción mecánica ......... 33 Figura 19. Grado de Evolución de los diferentes ordenes de suelos .................... 34 Figura 20. Perfiles típicos Inceptisol, Entisol y Ultisol ............................................ 36 Figura 21. Perfiles típicos de un Andisol, Alfisol. Molisol y Vertisol ...................... 39 Figura 22. Perfiles típicos de un Oxisol y un Ultisol de la Orinoquía .................... 41 Figura 23. Mapa de Suelos de Colombia. ........................................................... 42 Figura 24. Deslizamiento de tierra sobre esquistos pizarrosos. ............................ 45 Figura 25. Horizonte B nátrico, con estructura columnar, típico de suelos sódicos ………………………………………………………………………………….. 47 Figura 26. Efectos de la compresión y rotura por deslizamiento, en el enlodamiento de un suelo arcilloso. . .................................................................... 49

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Figura 27. Efecto de las raíces en el amarre de suelos inestables. ...................... 51 Figura 28. Ingenieros del suelo ............................................................................. 57 Figura 29. Efectos de las lombrices en los procesos pedogenéticos . .................. 59 Figura 30. Fracciones constituyentes de la Materia orgánica del Suelo ................ 60 Figura 31. El Humus del suelo: origen, tipos y acción sobre los suelos ................ 61 Figura 32. Esquema simplificado de la transformación de la Materia Orgánica del Suelo ............................................................................................................... 61 Figura 33. Fraccionamiento de los compuestos húmicos del suelo ...................... 63 Figura 34. Microfotografía de suelo ....................................................................... 68 Figura 35. Componentes biológicos de la estructura de un suelo no disturbado por labranza .......................................................................................................... 68 Figura 36. Rizósfera .............................................................................................. 70 Figura 37. Ciclo biogeoquímico del Carbono......................................................... 75 Figura 38. Flujos de carbono. ................................................................................ 75 Figura 39. Cambios en el contenido de COS inducidos por perturbación y posterior reacumulación por aplicación de manejo de conservación. .................. 78 Figura 40. Ciclaje de C, N, P y S en materia orgánica y sustancias húmicas del suelo ................................................................................................................ 80 Figura 41. Cambios en los contenidos de COS en el tiempo bajo diferentes tipos de manejo. .................................................................................................... 88 Figura 42. Variación del contenido de N-NO3 del suelo a través del tiempo bajo diferentes tipos de labranza ......................................................................... 89 Figura 43. Disminución del N disponible respecto al tiempo en suelos cultivados ............................................................................................................ 90 Figura 44. Relación entre MOS y C.I.C efectiva a tres niveles de pH en suelo del Serrado, Brasil. . .............................................................................................. 91 Figura 45. Formación de minerales secundarios y sus componentes ................... 93 Figura 46. Biomasa de los macroinvertebrados en diferentes usos del suelo . ................................................................................................................. 108 Figura 47. Contaminación por plástico del embolsado del plátano ..................... 111 Figura 48. Eutrofización ...................................................................................... 112 Figura 49. Ciclo de los metales pesados dentro del ecosistema ......................... 114 Figura 50. Capas compactadas “Pie de arado” ................................................... 118 Figura 51. Procedimiento para la determinación de Índices de compactación .... 119

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ASPECTOS DE PROPIEDAD INTELECTUAL Y VERSIONAMIENTO El contenido didáctico del curso académico: Manejo y Conservación de Suelos ha sido diseñado por la ingeniera Agrónoma MSc. Susana Gómez Posada, quien cuenta con una maestría en Ciencias Agrícolas con énfasis en Suelos de la Universidad Nacional de ColombiaLa Ingeniera Susana Gómez Posada, está vinculada a la UNAD desde el año 2003 como tutora y a partir del 2006 se ha desempeñado como Directora Nacional de cursos virtuales y como investigadora del SIUNAD. La versión del contenido didáctico que actualmente se presenta tiene como características: Desarrolla los contenidos a partir del conocimiento básico de la génesis del suelo y su evolución como sistema vivo en equilibrio dinámico  Aborda la problemática de la Conservación del recurso suelo desde los principios de Calidad del suelo, Resiliencia y Manejo sostenible  Aborda las prácticas de manejo y conservación específicamente para Suelos Tropicales. El Doctor Hans Rodríguez, Coordinador de la Escuela de Ciencia Agrícolas Pecuarias y del Medio Ambiente ECAPMA, apoyó el proceso de revisión de estilo del contenido didáctico e hizo aportes disciplinares, didácticos y pedagógicos en el proceso de acreditación de este modulo.

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INTRODUCCIÓN El siglo XXI podría ser visto como un vórtice en el tiempo en donde confluyen el desarrollo del potencial humano llevado al máximo, grandes avances técnicos y tecnológicos y la amenaza inminente de un futuro incierto a causa del agotamiento de los recursos naturales no renovables. Mucho se habla del cambio climático, del calentamiento global, del agujero en la capa de ozono, de la lluvia ácida. Sin embargo, el deterioro de los suelos agrícolas, que son los que soportan la seguridad alimentaria de la humanidad, la disminución del recurso hídrico y su contaminación y la polución ambiental, son las problemáticas más importantes en las zonas tropicales. El suelo es un recurso considerado No renovable, por cuanto la formación de un centímetro de suelo agrícola puede tardar entre 100 y 400 años y puede perderse durante 10 minutos de lluvia por efecto de la erosión hídrica.  Anualmente se pierden miles de hectáreas por efectos de la erosión, la desertificación, compactación, salinización y pérdida de la fertilidad natural El área degradada en el trópico por diferentes procesos es estimada en 915 x 10 6 de hectáreas por erosión hídrica, 474 x 10 6 de hectáreas, como erosión por el viento, 50 x 10 6 de hectáreas, por degradación física, y 213 x 10 6 de hectáreas, por degradación química (Lal, 1994 citado por Rivera P., 2005). La desertificación cuesta a la economía mundial unos 42 billones de dólares cada año, sin embargo el coste humano es incalculable. En razón a ello, durante las dos últimas décadas se han multiplicado los esfuerzos para la investigación de las causas de los procesos degradativos a fin de poder  generar modelos capaces de predecirlos y cuantificarlos de modo que sea posible desarrollar prácticas de manejo capaces de prevenir dichos efectos y de mitigarlos cuando ya han ocurrido. La Misión de la UNAD, declarada en el estatuto general, establece propiciar un aprendizaje autónomo, generador de cultura y espíritu emprendedor que en el marco de la sociedad global y del conocimiento propicie el desarrollo económico, social y humano sostenible de las comunidades locales, regionales y globales con calidad, eficiencia y equidad social. Dentro de sus fines también establece “La Ética ecológica. La institución fomentará la conservación del patrimonio socioeconómico, ambiental y cultural de las regiones, mediante una producción limpia y competitiva que contribuya a la sostenibilidad de las generaciones futuras.”

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 Acorde a éste marco, el Curso de Manejo y Conservación de Suelos tienen como objetivo aproximar al estudiante a la problemática de la degradación del suelo, sus causas y consecuencias y brindar elementos que le permitan desde su quehacer  como profesional del agro, llevar a cabo un manejo adecuado del recurso suelo desde la aplicación de prácticas agrícolas económica y ambientalmente sostenibles así como desde la investigación, el desarrollo de tecnología y el trabajo con las comunidades rurales. Este modulo está dividido en tres unidades. La primera unidad, denominada EL SUELO COMO SISTEMA, hace énfasis en los procesos y factores de formación del suelo, propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo, clasificación agrologica del suelo, el suelo como sistema vivo, mecanismos de resiliencia y los conflictos de uso del suelo. La segunda unidad denominada PROCESOS DE DEGRADACION DEL SUELO hará énfasis en los diferentes tipos de degradación de suelos y sus causas y en la planificación territorial de suelos. La tercera unidad denominada MANEJO SOSTENIBLE DEL SUELO, se enfocará en las prácticas de manejo y conservación de suelos desde las prácticas agrícolas, la ingeniería y la bioingeniería. Para la correcta y eficaz apropiación del conocimiento de éste curso, es necesario que el estudiante posea conocimientos de Edafología y fertilidad de suelos, que constituye el soporte sobre el cual se desarrollarán las diferentes temáticas.  Al finalizar el curso, el estudiante contara con los elementos que le permitirán seleccionar apropiadamente las practicas y métodos de manejo del suelo y producción agrícola más adecuados, de acuerdo al ordenamiento de suelos, a las condiciones agroecológicas existentes y la tecnología disponible así como generar  protocolos de investigación a partir de la observación sistemática, recolección y análisis de la información, que pueda contribuir al avance de la disciplina de Conservación de suelos. Se espera que el profesional del agro, comprometido con el desarrollo sostenible, tenga la capacidad de analizar las complejas relaciones que tienen lugar en el suelo, la afectación que causan sobre ellas las prácticas agrícolas inadecuadas y con base en el conocimiento científico, aplique los principios de Manejo y Conservación de suelos en todas las actividades de desarrollo agropecuario.

I.A.MSc. SUSANA GÒMEZ POSADA

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UNIDAD 1 Nombre de la Unidad Introducción

El Suelo Como Sistema El planeta pierde al año más de 7 millones de hectáreas de tierra cultivable debido a la degradación del suelo. La erosión del suelo causada por el agua, el viento y las sustancias químicas ha degradado severamente unos 2,000 millones de hectáreas: un área mayor que la de los territorios de Estados Unidos y México juntos. Alrededor del 15% de estas tierras han sufrido daños irreversibles En ésta unidad se pretende sentar las bases que soportan la disciplina de Manejo y Conservación de Suelos, abordando primero los factores y procesos de formación del suelo, sus características físicas, químicas y biológicas para luego abordar desde allí en las unidades siguientes, la problemática de la degradación de suelos , su diagnóstico y alternativas de prevención, manejo y control.

Justificación

Esta unidad recoge las nociones de lo que es la formación del suelo, la composición física y mineralógica del suelo y su relación con la susceptibilidad a la degradación y la calidad del suelo como un atributo emergente del sistema. Que el estudiante comprenda los procesos y factores de formación del suelo y su influencia sobre las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo Que el estudiante conozca la clasificación agrologica del suelo y comprenda desde ésta perspectiva los conflictos por uso y los procesos de degradación. Que el estudiante sea capaz de comprender  el suelo como un sistema vivo que posee mecanismos de Resiliencia y atributos emergentes que marcan su capacidad de uso y su susceptibilidad a la degradación.

Intencionalidades Formativas

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Denominación de capítulo 1 Denominación de Lección 1 Denominación de Lección 2 Denominación de Lección 3 Denominación de Lección 4 Denominación de Lección 5 Denominación de capítulo 2 Denominación de Lección 6 Denominación de Lección 7 Denominación de Lección 8 Denominación de Lección 9 Denominación de Lección 10 Denominación de capítulo 3 Denominación de Lección 11 Denominación de Lección 12 Denominación de Lección 13 Denominación de Lección 14 Denominación de Lección 15

GENESIS DEL SUELO Material Parental Procesos de formación del suelo Clases taxonómicas de suelo y susceptibilidad a la degradación Propiedades Físico químicas del suelo que influyen en la estabilidad de agregados Clases agrologicas de Suelos BIOLOGÍA DEL SUELO Ingenieros del Suelo Materia orgánica y capacidad de Resiliencia del suelo Ultraestructura del suelo Ciclo del Carbono y MOS Calidad del suelo ATRIBUTOS EMERGENTES DEL SISTEMA SUELO Fertilidad Degradación química del suelo : Salinización Degradación química del suelo: Perdida de materia orgánica Degradación química del suelo : Contaminación Índices de calidad o degradación del suelo

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UNIDAD UNO EL SUELO COMO SISTEMA En 1987, la Comisión Mundial sobre el Medio Ambiente y el Desarrollo o Comisión Brundtland, como comúnmente se conoce, manifestó que “ para cubrir las necesidades de los seres humanos, los recursos naturales de la Tierra se deben conservar y mejorar”. Aquello que era claro como el agua para la Comisión , permanece como cierto hoy en día: no conoceremos la seguridad humana hasta que seamos capaces de conservar nuestra tierra y el agua de una forma que permita a la gente de todo el mundo salir de la pobreza con el fin de asegurar la sostenibilidad (Guacadja, 2009). Desde 1994, 193 países se han unido a la comisión pero 16 años después aun estamos muy lejos de tan noble propósito. El 14 de junio de 1992 culminó la Cumbre de la Tierra o Conferencia de las Naciones Unidas sobre Medio Ambiente y Desarrollo que fue celebrada en Río de Janeiro, Brasil, en donde las representaciones de 173 gobiernos, aprobaron varios acuerdos. Entre ellos, los más importantes fueron: la Declaración de Principios sobre Bosques; la Declaración de Río sobre Medio Ambiente y Desarrollo; y la  Agenda 21. La Agenda 21, es un programa para desarrollar la sostenibilidad a nivel planetario.  Abarca aspectos económicos, sociales y culturales, así como relativos a la protección del Medio Ambiente. Su capítulo 28 destaca el rol que les corresponde a las comunidades locales motivándolas a crear su propia versión de Agenda 21 Local. De ésta manera es posible que cada ser humano, cada comunidad asuma la responsabilidad frente a problemáticas concretas de su entorno y lleve a cabo planes de acción, que en conjunto, pueden hacer la diferencie. En un informe presentado en marzo de 2002, por el entonces Secretario General de las Naciones Unidas, Kofi Annan, planteó un panorama de la situación mundial del desarrollo sostenible. 

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1,300 millones de personas viven en extrema pobreza, con ingresos menores a un dólar norteamericano diario. La población mundial actual es de 6,100 millones de personas y se calcula que para el año 2050 podría aumentar en un 50%, y alcanzar la cifra de 9,300 millones de habitantes. Los niños son las principales víctimas de la degradación del medio ambiente. Las enfermedades causadas por el consumo de agua y alimentos contaminados por bacterias provocan la muerte de 5,500 niños todos los días.

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 Aproximadamente la mitad de los ríos del mundo están seriamente degradados y contaminados. La contaminación de los mares por las aguas residuales ha causado una grave crisis sanitaria. Se calcula que el consumo de alimentos contaminados provenientes del mar provoca 2 millones y medio de casos de hepatitis infecciosa al año, lo que causa 25,000 muertes y discapacidad a otras tantas personas. Más de 100 millones de personas carecen de agua potable segura. Las aguas contaminadas afectan la salud de 1,200 millones de personas y contribuyen a la muerte de 15 millones de niños menores de 5 años anualmente. 2,000 millones de personas carecen de energía, lo que las condena a seguir viviendo en la pobreza. Más de 1,000 millones de personas respiran aire contaminado y tres millones mueren anualmente por la contaminación del aire. De acuerdo a la Lista Roja de Especies Amenazadas de la Unión Mundial para la Naturaleza, 11 mil 46 especies están en peligro de extinción en el mundo y 816 ya se han extinguido. El 70% de los arrecifes de coral está muriendo como resultado de la contaminación producida por las actividades humanas.

El planeta pierde al año más de 7 millones de hectáreas de tierra cultivable debido a la degradación del suelo.  La erosión del suelo causada por el agua, el viento y las sustancias químicas ha degradado severamente unos 2,000 millones de hectáreas: un área mayor que la de los territorios de Estados Unidos y México juntos. Alrededor del 15% de estas tierras han sufrido daños irreversibles.  Se han perdido el 80% de los bosques que cubrían la Tierra. Cada día desaparecen 375 km2 de bosques, un área equivalente a la superficie de Grecia cada año. En Octubre de 2009 se llevó a cabo en Buenos Aires, Argentina, la Cumbre de Desertificación de Naciones Unidas. En ella se dejó en claro que si no hay un cambio en la forma como se maneja el suelo, en 2020, la erosión provocará el desplazamiento forzado de 135 millones de personas.  Así las cosas, el panorama sigue siendo sombrío. Las luchas de poderes y los intereses económicos siguen prevaleciendo sobre el bien común y atentando contra Derechos fundamentales como el derecho de todo ser humano a una vida digna, a una alimentación adecuada, al acceso al agua, y a un medioambiente sano, todos incluidos en la Declaración Mundial de Derechos Humanos. No obstante, es un deber de todo ciudadano de la Tierra, hacer cuanto le sea posible para conservar los recursos que garanticen la permanencia de nuestra especie sobre el planeta. 

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CAPITULO 1: GENESIS DEL SUELO Y Dios dijo: Júntense las aguas que están debajo de los cielos en un lugar, y descúbrase lo seco. Y fue así. Y llamó Dios a lo seco Tierra, y a la reunión de las aguas llamó Mares. Y vio Dios que era bueno. GENESIS 1: 9-10 

Lección 1: Material Parental Se denomina material parental a la Roca madre que da origen al suelo. Las características mineralógicas de la roca determinan en gran medida las características físicas y químicas del suelo que se forma a partir de ellas. Entre esas características se encuentra la resistencia a la degradación. Por tanto, si se conoce la roca de origen de un suelo es posible hacerse a una idea de la susceptibilidad al deterioro que tendrá bajo manejos determinados.

1.1 Horizontes del Suelo El suelo es la colección de cuerpos naturales formado por la alteración de los cuerpos (rocas) ígneos o sedimentarios, debida a su exposición en la superficie de la tierra, y que poseen una distribución anisotrópica de propiedades a lo largo de un eje normal a la superficie del terreno (Brewer, 1964). Los procesos de formación del suelo dan origen a los horizontes del suelo y el conjunto de horizontes, denominado perfil de suelo, se constituye en la unidad básica de estudio para la caracterización, la clasificación y la evaluación de los suelos.

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Figura 1. El perfil de suelo Fuente: http://www.fagro.edu.uy/~edafologia/curso/Material%20de%20lectura/COMPOSICION/morfologia.pdf 

En la medida en que un suelo evoluciona, los horizontes se diferencian más claramente y la evolución del suelo dependerá de los diferentes factores de formación como material parental, clima, vegetación y manejo. Los horizontes típicos del suelo son: Horizonte O: Formado por materia orgánica que puede estar en diferentes estados de degradación Horizonte A: Horizonte mineral f ormado en la superficie (o por debajo de un Horizonte O, que carece total o casi totalmente de la estructura original de la roca parental. Horizonte E: Horizonte mineral en el que el rasgo principal es la pérdida de arcilla, hierro, aluminio o alguna combinación de esos componentes, con la consiguiente concentración de partículas de arena y limo. Es decir que se forman mediante el proceso de eluviación que es la migración de partículas a través del perfil. Horizonte B: Formado por debajo de un horizonte O, A o E, total o casi totalmente desprovisto de estructura de roca y en el que puede evidenciarse la concentración iluvial de arcilla, hierro, aluminio, humus, carbonatos, yeso, o sílice, solos o en combinación. Suelen ser horizontes más frágiles que los otros. Horizonte C: Horizontes o capas, excluyendo roca consolidada, que han sido poco afectados por los procesos edafogénicos y que carecen de las propiedades de los horizontes O, A, E o B. El material del horizonte C puede ser similar o no al que

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presumiblemente dio origen al solum. El horizonte C puede haber sido modificado aún si no hay evidencias de edafogénesis 1.

1.2 Material Parental Las características físicas y químicas de cada horizonte, dependen tanto de la roca madre como de los procesos que sobre ella actúan. El suelo es un conjunto de elementos vivos e inertes que se comportan como un todo. A continuación haremos una breve descripción de ellos. El material parental, puede estar conformado por minerales primarios (Rocas ígneas) o minerales secundarios (Rocas metamórficas y sedimentarias). Las rocas sedimentarias constituyen el 80% del territorio Colombiano; las rocas ígneas y metamórficas de las cordilleras, del escudo Guyanés, Sierra nevada de Santa Martha ocupan el resto del territorio. Las rocas metamórficas se ubican principalmente en la cordillera Central y las rocas ígneas en ésta y en la cordillera Occidental, no obstante en ellas, reciben cenizas volcánicas (Malagòn, 2002), factor que confiere caracteristicas especiales de potencial agrìcola y de manejo. El agua, las raices de las plantas, la temperatura, los animales y microorganismos, ejercen una acciòn quìmica y mecànica sobre la roca madre, que con el tiempo dan origen al suelo. Cada mineral tiene unas características mineralógicas distintas y de ellas depende su grado de resistencia a la degradación.

Las rocas ígneas. Están compuestas fundamentalmente por silicatos, los cuales están constituidos mayoritariamente por silicio (Si) y oxígeno (O). Estos dos elementos, junto con el aluminio (Al), calcio (Ca), sodio (Na), potasio (K), magnesio (Mg) y hierro (Fe), constituyen más del 98% en peso de la mayoría de los magmas que al solidificarse forman las rocas ígneas. Además los magmas contienen pequeñas cantidades de muchos otros elementos como azufre (S), oro (Au), plata (Ag) uranio (U), tierras raras, gases en disolución, etc. Los silicatos tienen una estructura tetraédrica en cuyo centro está el átomo de silicio y cuyos vértices contienen átomos de oxígeno. La forma básica es SiO 4. Las rocas ígneas, dependiendo del magma que las origina y a la forma en que el magma cristaliza, dan origen a minerales de diferente estructura y naturaleza química. Si el magma cristaliza en la superficie da origen a rocas volcánicas, mientras que si solidifica en profundidad, da origen a rocas plutónicas.

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Tomado de http://www.fagro.edu.uy/~edafologia/curso/Material%20de%20lectura/COMPOSICION/morfologia.pdf 

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Los diferentes silicatos que constituyen las rocas ígneas cristalizan en un orden determinado, que está condicionado por la temperatura. La serie de cristalización de Bowen (1928) nos muestra el orden de cristalización de los distintos silicatos conforme disminuye la temperatura de un magma. 2

Figura 2. Formación de minerales ígneos silicatados Fuente: http://www.uam.es/personal_pdi/ciencias/casado/GEORED/Endogenas/igneas.htm

En función del tamaño de los cristales, en una roca ígnea pueden establecerse dos clases texturales: Rocas faneríticas: En donde los cristales pueden verse a simple vista. Se da en rocas que han sufrido un proceso lento de enfriamiento. Es típica de rocas intrusivas (plutónicas). Los tamaños de grano varían entre 2 y 30 mm. Rocas Afanìticas: Es aquélla roca en la que los cristales solo pueden verse con la ayuda de un microscopio. Estas rocas se producen cuando el enfriamiento del magma se de forma más o menos rápida. Esta textura es típica de rocas volcánicas y subvolcánicas. Dentro de éste grupo se encuentran las texturas microcristalinas, cuando los cristales son reconocibles con el microscopio y las vítreas o criptocristalinas, cuando los cristales no son reconocibles con el microscopio. Las capas de sedimentos volcánicos de diferente porosidad influyen en los procesos gravitacionales, porque aquéllas que son permeables se saturan al 2

Tomado de: http://www.uam.es/personal_pdi/ciencias/casado/GEORED/Endogenas/igneas.htm

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ocurrir lluvias voluminosas, mientras que las impermeables ocasionan la concentración del agua en la capa contigua (Capra et al., 2003, citada por Lugo et al, 2005). Hay que considerar también la zona limítrofe entre depósitos volcánicos y rocas sedimentarias, donde el contacto geológico, la inclinación de las capas y la pendiente del terreno son factores de inestabilidad. Las cenizas volcánicas son materiales muy resistentes a la erosión natural pero altamente susceptibles a la compresión, por lo que bajo usos inadecuados y exceso de carga terminan por desestabilizarse. Los basaltos por su parte son rocas ígneas extrusivas, poco resistentes a la erosión natural y muy resistentes a la compresión. Por su alta capacidad de absorción de agua, tienden a desestabilizarse una vez que se han saturado. Carretera Vía Municipio de Restrepo Problema: Movimiento Masal Material parental: Cenizas volcánicas depositadas sobre basaltos. Horizonte O: Orgánico de poco espesor  Horizonte A de de textura arenosa con buena capacidad de infiltración. Compuesto por Cenizas volcánicas. Se presenta estable.. Horizonte C de textura arcillosa. Material extrusivo (basalto). Textura Franco arcillo limosa, coloración rojiza indicando contenidos de hierro oxidado. Inestable por saturación de agua. Se evidencian flujos de lodo y movimientos en masa.

Figura 3. Perfil de suelo con evidencia de Movimientos en masa

 Autor : Susana Gómez P.

Las Rocas Metamórficas. Son el resultado de la transformación de una roca (protolito) por acción de cambios de presión y temperatura, dando como resultado unas nuevas condiciones ambientales que son diferentes de las existentes durante el periodo de formación de la roca premetamórfica. La modificación del protolito tiene lugar en estado sólido y consiste en recristalizaciones, reacciones entre minerales y cambios estructurales. La clasificación de las rocas metamórficas se basa, fundamentalmente, en la composición mineralógica, en la textura (el factor más importante es el tamaño de grano y la presencia o ausencia de foliación) y en el tipo de roca inicial antes del producirse el proceso metamórfico. Dependiendo de cómo las fuerzas de presión

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actúan, los cristales o las estructuras laminares de minerales planares como micas, esquistos y gneises, se orientarán con diferentes grados de inclinación o clivaje. Las rocas metamórficas planares suelen fracturarse siguiendo los planos de foliación. Los perfiles de suelo que las contienen suelen ser muy inestables. Esquistos

Buzamiento negativo (estable)

Buzamiento positivo (inestable)

Figura 4. Deslizamientos en perfil conformado por Esquistos Pizarrosos. Carretera Vía El Cairo, Valle. Foto: S. Gómez.

Los esquistos favorecen los procesos de deslizamiento y flujo de corta o larga extensión según sea la consistencia de la roca plegada, la inclinación, fractura y grosor de la corteza de intemperismo, que puede desestabilizarse fácilmente. La conservación de esta corteza en condiciones montañosas se debe a que está protegida por una densa vegetación de bosque, que al mismo tiempo contribuye a su desarrollo. La desestabilización en suelos originados de éste tipo de material se debe en gran medida a deforestación para cultivos o para la construcción de carreteras y construcciones que rompen el equilibrio del talud natural. (Lugo, Zamorano, Capra, Inbar & Alcantara A., 2005). Dependiendo del buzamiento de las laminas, el perfil serà o no inestable.

Las Rocas Sedimentarias. La meteorización y erosión producen partículas de diverso tamaño que son transportadas por el hielo, el agua o el aire hasta las zonas de mínima energía donde se acumulan. Una vez en reposo, los sedimentos sufren procesos que los transforman en rocas sedimentarias .

Según su origen se clasifican en rocas detríticas y rocas químicas . Las rocas detríticas o fragmentarias, se componen de partículas minerales producidas por la desintegración mecánica de otras rocas que son transportadas sin deterioro químico, por el agua hasta cuerpos de agua mayores en donde son depositadas en capas. Ejemplos: lutitas, arcillolitas, limolitas y arenisca.

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Las rocas sedimentarias químicas se forman por sedimentación química de materiales que han estado en disolución durante su fase de transporte. En estos procesos de sedimentación también puede influir la actividad de organismos vivos, en cuyo caso se puede hablar de origen bioquímico u orgánico. Ejemplos: yeso, anhidrita y calizas. Son tres las rocas sedimentarias más abundantes clasificadas por su participación: lutitas 45%, areniscas 32% y calizas 22%; otras, 1%. La propiedad fundamental de las lutitas es la plasticidad o la impermeabilidad, la de las areniscas, su posibilidad y eventualmente la dureza (de ser cuarzosa), o de servir  como acuífero, y la de las calizas, la de ser roca rígida y soluble. Las lutitas, limolitas y areniscas, en estratos de grosor delgado a medio, presentan poca resistencia al intemperismo y a la erosión, a lo que contribuyen los factores estructurales, como la inclinación de las capas en ángulo de más de 15º, las fracturas y el contacto entre estratos de diferente competencia por los cuales se infiltra el agua. Estas rocas reúnen condiciones favorables para el desarrollo de procesos de caída y deslizamiento, principalmente. Si a las condiciones de estratigrafía se agrega el relieve de vertientes altas y empinadas, se tendrá una fuerte propensión a procesos gravitacionales, deslizamiento, flujo y combinaciones de éstos. En los casos en que las lutitas se encuentran formando parte de la columna estratigráfica en condiciones de alta energía del relieve, en laderas montañosas o valles erosivos, resultan muy favorables para los procesos gravitacionales, por sus propiedades y por su contacto con otras rocas. (Lugo et al . 2005). Las calizas se presentan en estratos delgados a gruesos y son poco resistentes debido a su estructura. Sin embargo dentro de las rocas sedimentarias son las más resistentes a la erosión.

Figura 5. Plaza del Cocuy, Boyacá. Calizas. Fuente: www.angelfaire.com

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Lección 2: Factores y Procesos de Formación del suelo Para entender cómo se origina un suelo, es necesario entender que hay unos factores y unos procesos de formación. Los factores son elementos necesarios para que se forme un suelo y los procesos actúan sobre los factores para lograrlo. Los factores formadores del suelo son en su orden: Material parental, clima, vegetación, topografía e intervención entrópica. Los procesos son La erosión y la Meteorización.

2.1 Procesos de Formación Tres procesos básicos ocurren sobre el material parental: fragmentación, alteración y traslocación de los materiales.

Fragmentación : Los cambios se producen tanto a nivel de alteración de los granos de los minerales como en lo referente a su organización (estructura).

Figura 6. Microfotografía que muestra el proceso de degradación de una roca granítica hasta formar suelo. Fuente: http://edafologia.ugr.es/introeda/tema01/imagenes/g010203.gif 

El material se vuelve cada vez mas deleznable, los cristales se separan unos de otros, pero conservando en gran medida el volumen inicial y la organización primitiva de roca. A este estadio de alteración se le llama “saprolita”. En la fase

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final, la transformación es tan intensa que el material adquiere una morfología propia. Se forma el suelo. En ésta última fase, permanece sólo el cuarzo que es muy duro e inalterable (sólo se fragmenta) y se forman nuevos minerales edáficos (que no existían en la roca madre) que se acumulan en la fracción arcilla. Los organismos vivos se establecen sobre el saprolito, lo transforman e incorporan sus residuos y sus propios cuerpos al morir. Los restos orgánicos pasan por el proceso de mineralización y forman compuestos más estables denominados compuestos húmicos.

Figura 7. Formación de suelo a partir de roca granítica Fuente: http://edafologia.ugr.es/introeda/tema01/imagenes/g010212.gif 

Traslocación: Es el transporte de material de un sitio a otro a causa de diferentes factores erosivos. Puede darse transporte por agua de escorrentía, por el viento, por glaciares y depósito del mismo en los valles, fondos de ríos, lagos y mares. Los glaciares dan origen a diferentes tipos de formaciones dependiendo de cómo se depositen los sedimentos. Así, se forman las morrenas, los derrubios y los circos glaciares. El agua y el viento también transportan sedimentos mediante procesos erosivos como la erosión laminar, en surcos y cárcavas, la saltación y la erosión eólica.

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Figura 8.Transporte de sedimentos y formación de depósitos. Fuente: iesmonre.educa.aragon.es/dep/biogeo/.../GlaciaresyPeriglaciares.ppt

La traslocación también se da a través del perfil de suelo y da origen a horizontes de eluviación y a horizontes de iluviación. En el proceso de eluviación-iluviación de arcilla el agua de las precipitaciones arrastra las arcillas desde los horizontes superiores, la cual al dispersarse pasa a la solución del suelo en forma de suspensión. Por la acción de la gravedad, las suspensiones se infiltran por el suelo a través de los macroporos. Estas suspensiones alcanzan los horizontes profundos en los que el suelo se encuentra seco (imagen A), migran por los macroporos y son succionadas por los microporos de las zonas circundantes (imagen B; el agua pasa a estos microporos por presentar fuerzas de succión mucho mayores que las existentes en los macroporos). Las paredes de los macroporos actúan como filtros, ya que las partículas de arcilla no pueden pasar a través de los microporos y son retenidos y se concentran formando delgadas películas acuosas que rodean las paredes de los macroporos (imagen C). Finalmente al ser succionada la totalidad del agua del macroporos, las partículas quedan materialmente aplastadas sobre sus paredes y forman unas finas películas de arcilla con sus partículas dispuestas paralelamente entre si y a su vez paralelas a las paredes del poro, quedando fuertemente retenidas (imagen D)3.

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Tomado de : http://edafologia.ugr.es/introeda/tema01/proctra3.htm

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Figura 9. Proceso de eluviación  – iluviación de arcillas Fuente: http://edafologia.ugr.es/introeda/tema01/imagenes/gc104t14.gif 

Meteorización química. Para que se forme suelo no es suficiente con que ocurran procesos de alteración física. Son también necesarios procesos químicos, mediante lo cuales los materiales sufren modificaciones originando otros minerales y dando lugar a las características químicas propias de cada suelo. Los principales procesos químicos que ocurren a nivel de transformación de minerales son4: Disolución: Es la disociación de las moléculas en iones, gracias a un agente disolvente que en éste caso es el agua. Este proceso no implica ninguna transformación en la composición química del material disuelto. Una vez disueltos los materiales se precipitan al desaparecer el agente disolvente. Frecuentemente esta precipitación se hace en el mismo lugar de la disolución. 4

 Apartes tomados de Geografía esencial, Página publicada por  Santiago Pastrana Álvarez en http://club.telepolis.com/geografo/index.htm. y de la página web de Edafología y química agrícola de la Universidad de Granada, España, disponible en http://edafologia.ugr.es/index.htm

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Las rocas sedimentarias son más sensibles a la disolución, particularmente las evaporitas (sal, yeso) pero la presencia de ciertos compuestos en disolución (como el anhídrido carbónico) aumenta el poder disolvente del agua, haciendo que otras rocas, como la caliza, sea, también, fácilmente atacada. Las aguas alcalinas atacan muy eficazmente las rocas silíceas. La disolución es más eficaz cuanto mayor es la humedad y la temperatura y con la persistencia de la humedad sobre la roca, por lo que es más efectiva en las rocas cubiertas por un manto vegetal.

Carbonatación: Es un tipo de disolución propia de las rocas carbonatadas y que es responsable del relieve cárstico. La disolución cárstica conlleva la existencia de agua acidulada (que lleva en disolución ácido carbónico) que ataca a rocas que contengan calcio, sodio, potasio y, en general, óxidos básicos, dando lugar a los carbonatos y bicarbonatos. La disolución cárstica presenta una eficacia diferente dependiendo de la temperatura y la humedad ambiental, así como de la cubierta vegetal. Tras la disolución aparecen residuos insolubles, residuos de disolución, como la arena y la arcilla de descalcificación: terra rossa o arcillas con sílex. Los elementos disueltos también pueden precipitar tras una migración. Hidratación: Es el proceso por el cual el agua se combina químicamente con un compuesto. Cuando las moléculas de agua se introducen a través de las redes cristalinas de las rocas se produce una presión que causa un aumento de volumen, que en algunos casos puede llegar al 50%. Cuando estos materiales transformados se secan se produce el efecto contrario, se genera una contracción y se resquebrajan.  Afecta a rocas con un metamorfismo débil (esquistos, pizarras) compuestas por  silicatos alumínicos que al hidratarse se transforman en arcillas, más sensibles a los agentes erosivos. También afecta a algunas evaporitas, como la anhidrita que se transforma en yeso. La hidratación es más eficaz cuanto mayor es la humedad y la temperatura, y la existencia de una cobertera vegetal.

Oxidación: Se produce por la acción del oxígeno, generalmente cuando es liberado en el agua. En la oxidación existe una reducción simultánea, ya que la sustancia oxidante se reduce al adueñarse de los electrones que pierde la que se oxida. Se produce por el contacto del aire con las rocas en cuya composición se encuentran minerales que se pueden combinar con el oxígeno: férricos, carbonatos, sulfuros, para formar óxidos e hidróxidos. Los sustratos rocosos de tonalidades rojizas, ocres o parduzcas, tan abundantes, se producen por la oxidación del hierro contenido en las rocas.

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Figura 10. Oxisol – Casuarito- Vichada

Hidrólisis: Es la descomposición química de una sustancia por el agua, que a su vez también se descompone. En este proceso el agua se transforma en iones que pueden reaccionar con determinados minerales, a los cuales rompen sus redes cristalinas. Este es el proceso que ha originado la mayoría de materiales arcillosos que conocemos. La lixiviación del suelo es fundamental para que tengan lugar los procesos de hidrólisis ya que el agua de lluvia apenas tiene iones H+, son los ácidos procedentes de la descomposición de los seres vivos los que cargan el agua con iones H+. Se distinguen tres grados de alteración hidrolítica, en función de las características de la argilización5. En el primer grado se forman arcillas montmorilloníticas, caracterizadas por la presencia de complejos silicatos alumínicos y sílice. Son de color ocre o rojo y muy plásticas, por lo que absorben grandes cantidades de agua, lo que hace aumentar su volumen. En el segundo grado se forman arcillas caoliníticas, caracterizadas por la escasez de sílice y la neo formación de arcillas claras, que tienen una menor capacidad de absorción de agua. El caolín es la arcilla y la caolinita el silicato alumínicos hidratado.

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Proceso de transformación de minerales y rocas no arcillosos en arcillosos (por ejemplo: feldespatos en arcillas esmectíticas.

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Figura 11. Estructura básica de Silicato y formación de arcillas por superposición de Silicatos en estructuras tetraédricas y octaédricas.

El tercer grado consiste en la laterización, cuando se ha eliminado totalmente el sílice y en las arcillas se concentran elementos residuales en forma de hidróxidos de aluminio y hierro, los cuales pueden formar corazas de gran consistencia (lateritas). Se trata de una arcilla endurecida, como un ladrillo muy frecuente en los países tropicales húmedos.

Acción biológica: Los componentes minerales de las rocas pueden ser  descompuestos por la acción de sustancias liberadas por organismos vivos, tales como ácidos nítricos, amoniacos y dióxido de carbono, que potencian la acción disolvente del agua.

Figura 12. Procesos de Meteorización química

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2.2 Factores de Formación del suelo Jenny en 1940 resumió la formación del suelo en una sola ecuación: S =  (cl, o, r, p, t). Donde: "S" = suelo, "f" es una función, "cl" = clima, "o" = organismos, "r" = relieve, "p" =roca madre y "t"= tiempo. Según la ecuación, se formarán suelos diferentes dependiendo de cómo varíen los factores. La misma combinación de factores originará siempre el mismo tipo de suelo independientemente del lugar geográfico en que se encuentre. De igual forma, los atributos químicos y físicos del suelo, como pH, contenido en arcillas, porosidad, etc., está determinada por la combinación de estos factores formadores. 2.2.1 Material parental La roca madre representa la fuente de materiales minerales sólidos. Las propiedades de ese material inicial influyen las características de los suelos  jóvenes, recientemente formados. En la medida en que el tiempo avanza, las características del suelo van cambiando y se van diferenciando más y más de la roca de origen. Las características de la roca madre que más influyen en la formación del suelo son: Composición mineralógica . Las rocas formadas por materiales inestables como

rocas sedimentarias, evolucionarán mas fácil y rápidamente que aquellas rocas formadas por minerales estables como el cuarzo, que aunque se fragmenta, apenas llega a edafizarse tras largos periodos de 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 traslocación de los materiales. Granulometría. Entre más grande sea el tamaño de grano, más tiempo se llevará

la edificación y mas poroso será el material al que den origen. Las arenas tardaran más tiempo en formar suelo que las arcillas y los limos.

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2.2.2 Clima El clima regula no solo la temperatura en el ambiente y en el suelo sino también la humedad relativa, la precipitación y por lo tanto el aporte de agua al suelo. Humedad y temperatura son determinantes en la formación del suelo. Las graficas a continuación, muestran la intemperización de la roca en función de la precipitación y la temperatura. La cantidad de agua en el suelo, el tiempo de permanencia y el movimiento a través del perfil, son determinantes para la formación de suelo ya que regulan la velocidad de desarrollo de la mayoría de los procesos edáficos. La velocidad de infiltración, determinada a su vez por factores climáticos, cantidad y distribución anual de las precipitaciones, y algunos parámetros edáficos, como la permeabilidad, determinan el lavado y acumulación de sales a través del perfil así como los procesos de iluviaciòn y eluviación. 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 el tipo de drenaje que presenten a través del perfil. La cantidad y tipo de arcilla presente en un suelo, varía en función de la precipitación y la temperatura.

Figura 13. Formación de suelo en función del Clima Fuente: http://edafologia.ugr.es/introeda/tema01/imagenes/i010303.gif 

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Figura 14. Presencia de arcilla en el suelo en función del clima Fuente: http://edafologia.ugr.es/introeda/tema01/imagenes/i010303.gif 

El contenido de materia orgánica y las diferentes fracciones presentes también varían de acuerdo al clima. En general, a mayor humedad y mayor temperatura, mayor grado de mineralización.  A menor temperatura menor mineralización. En ambientes totalmente inundados, no hay mineralización y por el contrario se suceden procesos de acumulación y putrefacción.

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Figura 15. Mineralización de materia orgánica en función del clima y de la cobertura vegetal Fuente: http://edafologia.ugr.es/introeda/tema01/imagenes/i010303.gif 

Las propiedades químicas del suelo dependen también de la humedad. La C.I.C y la concentración de iones en el complejo de cambio varían en la medida en que las condiciones son más o menos oxidadas y en que hay un mayor lavado de bases que son sustituidas por iones H+.

Figura 16. Cambios de las propiedades químicas del suelo en función de la precipitación Fuente: http://edafologia.ugr.es/introeda/tema01/imagenes/i010303.gif 

2.2.3 Relieve Cuando se habla de relieve nos referimos a la forma de la corteza terrestre. El relieve está definido por parámetros como la inclinación, la longitud de las pendientes, la posición fisiográfica, la orientación y las geoformas. Estos parámetros influyen en la forma en que se desprenden y depositan los materiales a causa de los procesos erosivos de naturaleza hídrica y eólica.

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 Así en las zonas altas se producen pérdidas de suelo y en las zonas bajas como los valles y fondos de ríos, lagos y mares, se dan ganancias por depósito de materiales transportados. De la misma forma, se da el movimiento del agua. A través de las laderas el agua de escorrentía y de percolación arrastra sedimentos y iones creando suelos químicamente más pobres, mientras que en las zonas cóncavas se acumulan creando suelos enriquecidos. El relieve también modifica las características del clima edáfico, al influir en la temperatura y en la humedad en función de la inclinación. De acuerdo a la posición fisiográfica de las vertientes montañosas, la incidencia de los rayos solares varía en intensidad y duración a lo largo del año. Mientras que determinadas áreas de las laderas montañosas pueden recibir luz durante todo el día, otras, las que quedan al interior, pueden quedar sombreadas dependiendo de su orientación con respecto a la salida y puesta del sol. En la misma medida la temperatura del suelo varía al recibir mayor o menor energía radiante. De otra parte, la altura sobre el nivel mar, determina la temperatura ambiental. Por  cada 100mt de altitud, la temperatura varía en 0,6ºC.

Figura 17. Incidencia del relieve sobre la temperatura Fuente: http://edafologia.ugr.es/introeda/tema01/factform.htm

2.2.4 Organismos Vivos Las raíces de las plantas ejercen una acción mecánica al provocar fractura con las raíces. Las raíces producen exudados capaces de disolver compuestos minerales y los microorganismos descomponen tanto minerales como residuos orgánicos. La meso fauna, entre la que se cuentan los anélidos e insectos, descomponen y mezclan los detritos. Los exudados vegetales y animales, las raíces y el micelio de hongos son agentes agregantes que dan origen a la micro estructura del suelo, favoreciendo la agregación de las partículas, la porosidad y el drenaje.

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Figura 18. Microestructura del suelo. Nótese las hifas de hongos formando Microagregados de suelo.

 Autor: Marina Sánchez de Prager, 2002.

Raíces ejerciendo acción mecánica

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Lección 3: Clases taxonómicas de suelo y susceptibilidad a la degradación La taxonomía de suelos obedece a la clasificación de los mismos de acuerdo a sus características e independientemente de su génesis. Obedece a claves de calcificación aceptadas universalmente y en constante actualización. Cuando se conoce la clasificación taxonómica de un suelo, de manera inherente se tiene información precisa de sus propiedades químicas y físicas, de los procesos de formación que allí se suceden, de su capacidad de uso y de las restricciones de manejo. En Colombia se utiliza, oficialmente, el Sistema de Clasificación de Suelos del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos de Norteamérica (Soil Survey Staff (SSS), 1999). Este sistema es multicategórico y agrupa los suelos, en la categoría más general, en 12 clases que llama “ Orden”.  A este nivel de generalización se puede establecer el grado relativo de evolución del suelo en cada una de las clases definidas, condición fuertemente relacionada con el grado de fertilidad que él presenta: “A mayor grado de evolución, menor  nivel de fertilidad” (Jaramillo, 2004) .

Las 12 clases de suelos definidas al nivel de orden se identifican con los siguientes nombres: Alfisol, Andisol, Aridisol, Entisol, Espodosol, Gelisol, Histosol, Inceptisol, Mollisol, Oxisol, Ultisol y Vertisol. En la medida en que un suelo joven va evolucionando van cambiando sus atributos químicos y físicos.

Figura 19. Grado de Evolución de los diferentes ordenes de suelos

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA  – UNAD Escuela de Ciencias Sociales, Artes y Humanidades Contenido didáctico del curso Metodología del T rabajo Académico Autor: Malagón, 2004.

3.1 Entisoles, Inceptisoles e Histosoles Los Entisoles son Suelos de regolito, Tienen menos del 30% de fragmentos rocosos, formados típicamente tras aluviones de los cuales dependen mineralmente. Son Suelos jóvenes y sin horizontes genéticos naturales o incipientes. Los Inceptisoles, son suelos con características poco definidas. No presentan intemperización extrema. En climas fríos predomina la acumulación de materia orgánica debido a una baja tasa de descomposición de la materia orgánica. En climas cálidos la tasa de descomposición de materia orgánica es mayor. El pH es ácido, poseen mal drenaje, acumulan arcillas amorfas. Ocupan las laderas más escarpadas desarrollándose en rocas recientemente expuestas. Predominan en la cordillera de los andes junto a los Entisoles y en la parte más alta los Ultisoles, por  las vegas de los ríos Caquetá, Guaviare, Putumayo y Amazonas. Los Histosoles, son suelos orgánicos que se desarrollan en ambientes de condiciones húmedas o frías. El suelo se encuentra saturado en agua al menos una vez al año. Su grado de evolución está asociado con el proceso de descomposición de sus materiales orgánicos. Se forman en zonas depresionales de los páramos. Los suelos de los páramos Colombianos, están condicionados en su evolución por  características climáticas específicas de este ecosistema como son baja temperatura, regímenes de humedad variable y exposición de las vertientes. Son suelos muy frágiles vinculados en su evolución bioquímica a los materiales orgánicos (afectada por el clima y la fauna, y el humus resultante) y, muy poco o inexistente, con procesos de alteración geoquímica (Malagón, 1999). En estas zonas, los afloramientos rocosos, el crioclastismo 6, la formación de agujas de hielo, determinante de la muy baja estabilidad de la estructura de los suelos , el alineamiento y selección de gravas y cascajos, la gelifluxión, el predominio de la alteración física sobre la química, la desestabilización de las vertientes y el limitado crecimiento y la densidad de la vegetación generan Entisoles (Cryorthents), Inceptisoles (Dystrocryepts), y algunos pocos Histosoles, de gran importancia en el almacenamiento y dinámica del agua en estos ecosistemas (Malagón, 1999). Las agujas de hielo se forman en la noche y se derriten durante el día, El agua al solidificarse aumenta en volumen, así los ciclos de congelamiento y 6

Gelivación o crioclastismo: Fragmentación de una roca al convertirse en hielo, y aumentar se volumen consecuentemente, el agua contenida en sus fisuras y poros. La gelifracción es especialmente activa si el proceso hielo/deshielo es frecuente y da origen a material de roca anguloso.

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descongelamiento desagregan las partículas del suelo. El agua al fundirse arrastra las partículas y al fluir desestabiliza las praderas. Los suelos de la Amazonía poseen texturas francas a arcillosas; sufren inundaciones frecuentes; drenaje pobre; son superficiales y limitados por el nivel freático y su fertilidad es media. Taxonómicamente predominan los Entisoles, Inceptisoles y en las partes altas los Ultisoles. En ambos casos, páramos y  Amazonía, son suelos ácidos, de fertilidad muy baja a media y de muy poca capacidad de Resiliencia.

Figura 20. Perfiles típicos Inceptisol, Entisol y Ultisol

Los Inceptisoles y Entisoles son también los suelos más frecuentes en la Región del Pacífico, en el Departamento del Chocó.

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3.2 Andisoles y Alfisoles Los Andisoles, son suelos de regiones húmedas y subhúmedas, desarrollados a parir de depósitos volcánicos como ceniza volcánica, piedra pómez, carbonillas y lava) y/o de materiales piroclásticos. Poseen buena acumulación de materia orgánica, buenas características físicas y se caracterizan por su mineralogía, en la que se encuentran minerales amorfos como las alófanas, altamente fijadoras de fósforo. En Colombia se encuentran distribuidos en la región Andina y especialmente en la cordillera Central. En la cordillera Occidental y Oriental también se presentan, pero en menor proporción. Estos suelos se meteorizan rápidamente, son resistentes a la erosión natural y muy susceptibles a la compresión por lo que bajo manejo inadecuado se desestabilizan dando lugar a flujos de lodo y remociones en masa. Debido a la presencia de altos contenidos de compuestos organominerales estables, especialmente en el horizonte superficial, los Andisoles resultan ser  suelos muy bien estructurados que propician el buen drenaje, pero a su vez, presentan una buena retención de humedad. Estos suelos poseen una baja densidad aparente y baja resistencia al corte tangencial, por lo que son fáciles de arar, labor que se recomienda realizar con el uso de animales para evitar su erosión; en el caso de utilizar maquinaria pesada o con sobrepastoreo, esta propiedad los hace susceptibles de compactarse. Los suelos volcánicos en sus primeros estados de desarrollo son bastante susceptibles a la erosión hídrica, y si a esto se agregan las fuerzas pendientes en que ocurren propias de una fisiografía de montaña, y el uso intensivo a que son sometidos, se corre el riesgo de erosionarlos muy rápidamente (Henríquez, Cabalceta, Bertsch, & Alvarado). Los Alfisoles, son suelos de regiones con cambios estacionales de régimen sub húmedo a semiárido, con precipitaciones inferiores a 800  – 900 mm/año, los con déficit hídrico de más de 5 meses. Poseen un % de saturación de bases alto, generalmente superior al 35%. Sus horizontes sub superficiales muestran evidencias claras de traslocación de arcilla y presentan un horizonte superficial de color claro con bajo contenido de materia orgánica. Se encuentran en la Región del Caribe, especialmente en los departamentos del Magdalena y Bolívar y en los valles Interandinos del Magdalena y del Cauca. Tienden a sufrir procesos erosivos y de salinización.

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El encalado de estos suelos, si bien favorece las condiciones de fertilidad, en exceso también puede conducir e incrementar su erosión al favorecer la defloculación de las arcillas.

3.3 Molisoles y Vertisoles Los Molisoles son suelos oscuros, con alto contenido de materia orgánica, muy fértiles, ricos en sales minerales, con saturación de bases mayor del 50% por lo que bajo condiciones inadecuadas de manejo pueden salinizarse. Presentan texturas pesadas con dominancia de arcillas por lo que bajo condiciones de mecanización continua, tienden a amasarse y perder su estructura. Son suelos muy productivos del Valle del Cauca y de la Zona Caribe como la región del bajo Sinú. Sin embargo, también presentan fuertes limitaciones de uso relacionadas sus propiedades vérticas, horizontes endurecidos, deterioro estructural, alta susceptibilidad a la erosión, salinización, pérdida de la estructura y formación de micro relieve gilgai. Los Vertisoles son suelos con arcillas expansibles que se expanden en invierno y se contraen en la estación seca mostrando agrietamiento. Ocupan las partes bajas del relieve en los altos llanos occidentales. Se forman a partir de la transformación directa de alófana en arcillas tipo 2:1 como la montmorillonita y vermiculita. Representan suelos muy inestables cuando de construcción de obras civiles se trata. En los Vertisoles, el principal cultivo es el arroz bajo el sistema inundado, o como arroz de secano durante la estación lluviosa. Cuando se dispone de riego y con un buen sistema de manejo de la humedad del suelo, es factible sembrar caña de azúcar, sorgo, melón, soya, algodón, y otros productos hortícolas. La siembra de especies arbóreas, incluyendo forestales, no es recomendable en este tipo de suelos dado que su crecimiento es muy lento debido a la poda de raíces durante la estación seca y a los excesos de humedad durante la época lluviosa. A pesar de que algunos de estos suelos están cubiertos con pasturas, el manejo de las mismas es muy difícil y la producción animal es baja. La mecanización resulta muy difícil debido a la plasticidad del suelo. (Henríquez, Cabalceta, Bertsch, & Alvarado).

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Figura 21. Perfiles típicos de un Andisol, Alfisol. Molisol y Vertisol Fuente: http://soils.usda.gov/technical/classification/orders/vertisols.html

3.4 Oxisoles y Ultisoles Los Oxisoles son suelos ricos en sesquióxidos de hierro y aluminio con predominio de arcillas 1:1. Son suelos muy meteorizados, de escasa fertilidad y tienden a presentar texturas finas debido a su alto grado evolutivo. Su limitante más fuerte, es su baja capacidad de retención de humedad. Esto sumado a la acidez y falta de nutrimentos, limita el crecimiento de las plantas. Se encuentran en la región de la Orinoquía, los Llanos orientales y la Amazonía y acorde a las diferencias en las condiciones ambientales, requieren manejos diferentes. En la Amazonía, su conservación depende de la acumulación de hojarasca sobre el horizonte orgánico, mientras que en las sabanas de la Orinoquía es necesaria la adaptación de especies tolerantes a esas condiciones. Los Ultisoles son suelos más jóvenes que los Oxisoles pero igual que ellos, altamente intemperizados, lateríticos, de colores rojizos y amarillos, ricos en

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arcilla y con un bajo nivel de bases, muchas veces ricos en óxidos secundarios de hierro y aluminio. Tienen un horizonte argílico de poco espesor y un bajo porcentaje de saturación de bases, generalmente inferior a 25%, formados bajo condiciones de clima tropical húmedo; son de color pardo rojizo oscuro y no muestran evidencias de saturación hídrica. Sus mayores limitantes son la fuerte acidez y baja fertilidad. Dependiendo del tipo de arcilla predominante los riesgos de deterioro varían como puede observarse en la tabla Tabla 1. Principales características de los suelos con arcillas de baja actividad de los Trópicos húmedos y ventajas y limitaciones que resultan de estas características (Adaptado de Spain, 1981 y tomado de Salinas & Valencia, 1983).

También existe el riesgo de una laterización irreversible en aquellos en donde se presente una capa continua de plintita sub superficial que por efecto de la erosión pueda quedar expuesta, endureciéndose de forma irreversible y formando un horizonte cementado.

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En contraste, sus características físicas son muy buenas. Casi siempre son de relieves planos y ondulados, muy profundos, con buena estructura, por lo que son de fácil mecanización y permiten un buen desarrollo de raíces.

Figura 22. Perfiles típicos de un Oxisol y un Ultisol de la Orinoquía (Jaramillo, 2004). Tabla 2. Distribución de los diferentes Ordenes de Suelos en las Regiones de Colombia

 Autor: (Jaramillo, 2004)

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Figura 23. Mapa de Suelos de Colombia. (Malagón, 2003)

De acuerdo con el IGAC, aproximadamente en el 85% del territorio nacional los suelos tienen valores de pH menores a 5.5 y el 57.6% tiene pH < 5.  Además, en la Amazonia, la Orinoquia, el Andén Pacífico, el Valle del Magdalena y las islas del Caribe predominan los contenidos bajos de materia orgánica (entre 1 y 1.5% de carbono orgánico), en la región Caribe el contenido de carbono orgánico está entre 0.5 y 1% y en la Guajira es menor de 0.5%, es decir que, en el 73.11% del país los suelos presentan deficiencia en el contenido de materia orgánica; el comportamiento de esta propiedad en la región andina es muy variable debido a la gran cantidad de condiciones ambientales que se presentan en ella. En los suelos del 98% del país se presenta deficiencia de fósforo para las plantas. En las regiones Guajira, Caribe y Valle del Cauca se encuentran amplias áreas con suelos afectados por sales y/o por sodio, características que imponen limitaciones fuertes para su uso agropecuario (Jaramillo, 2004).

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Lección 4: Propiedades Físico químicas del suelo que influyen en la estabilidad de agregados. Las propiedades físicas y químicas de los suelos, determinan en gran medida, su capacidad de uso. La condición física de un suelo, determina muchas de sus propiedades como la capacidad portante, la facilidad para la penetración de las raíces, la facilidad de drenaje y la aireación, la capacidad de almacenamiento de agua, la plasticidad, y la retención de nutrientes. De otra parte, la clase y cantidad de aniones y cationes presentes en la solución del suelo, el tipo de arcillas y el tipo de complejos arcillo húmicos que se forman, determinarán los procesos de floculación o dispersión de las partículas del suelo.

4.1 Textura Está definida por el porcentaje en que se encuentran las fracciones minerales que constituyen el suelo: arena gruesa, arena media, arena fina, limo y arcilla. Las diferentes combinaciones , dan origen a diferentes clases texturales.

Tabla 3. Clases Texturales

Las fracciones gruesas, arena y grava, cuando no están cubiertas de arcilla y limo carecen prácticamente de plasticidad y de tenacidad. Su capacidad de retener  agua es escasa y debido a los macroporos que se forman entre sus partículas

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separadas, el drenaje del agua gravitacional es rápido. Estos suelos por su textura suelta no ofrecen resistencia al laboreo. La fracción limo posee alguna plasticidad, cohesión y adsorción debido pero en mucho menor grado que la fracción de arcilla. La fracción arcillosa es plástica, pegajosa, retienen gran cantidad de agua y su drenaje es lento debido al predominio de microporos. Los suelos en que predominan las fracciones finas limos y arcillas, resultan altamente plásticos y muy adhesivos cuando están saturados y pesados y duros al secarse. Si las arcillas presentes son de tipo expansivo, sufrirán agrietamiento. El laboreo intenso en suelos arcillosos provoca amasamiento, formación de costras y sellado de poros favoreciendo así los procesos de impermeabilización, encostramiento y formación de hard pan. La Densidad Aparente del suelo nos da una idea de que tan pesado es . Los suelos arcillosos presentan densidades aparentes más altas que aquellos suelos arenosos o con alto contenido de materia orgánica en donde hay una mayor  cantidad de macroporos ocupados por aire.

4.2 Porosidad La estructura y la textura definen la porosidad. Dentro del espacio poroso se pueden distinguir macroporos y microporos. Los primeros no retienen el agua contra la fuerza de la gravedad, y por lo tanto son los responsables del drenaje y la aireación del suelo, constituyendo además, el principal espacio en el que se desarrollan las raíces. Los microporos son los que retienen agua, parte de la cual es disponible para las plantas.  Algunos suelos cuyos horizontes inferiores son basálticos, de esquistos y en general horizontes arcillosos, tienen la capacidad de almacenar grandes volúmenes de agua. Debido al drenaje lento, imperfecto y a veces impedido, se saturan hasta el punto que por efecto de la gravedad se desprenden y provocan los movimientos en masa y la formación de cárcavas. En estos casos, cualquier  obra de ingeniería o bioingeniería destinada a la estabilización de taludes, resulta infructuosa si antes no se ataca el problema que es la saturación de agua. En estos casos es imprescindible evacuar las aguas, hacer filtros y drenajes antes de construir otras obras de estabilización. 4.3 Estructura La estructura del suelo se define como la manera en que ls partículas del suelo se agrupan, con la ayuda de agentes cementantes como la arcilla y la materia orgánica, formando agregados.  Así, la estructura también determina el espaciamiento entre partículas, especialmente los macroporos.

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Según el nivel de observación, se definen la Macroestructura y la microestructura. La Macroestructura permite a simple vista, ver el arreglo de partículas en forma de estructuras mayores y que son las que conocemos como tipos de estructura: Granular, bloques angulares, bloques subangulares, laminar y columnar. La microestructura solo puede observarse bajo el microscopio. Es la que confiere al suelo agentes agregantes como la materia orgánica, exudados de raíces y microorganismos, hifas de hongos, colonias bacterianas, raíces y raicillas, micorrizas, deposiciones de meso y microfauna. Es de tipo transitorio y se encuentra en permanente formación, pues son seres vivos los que la construyen. De ella depende en gran parte, la capacidad de Resiliencia de un suelo, es decir  la capacidad de soportar y recuperarse de un disturbio y volver al equilibrio. Entre más vida se encuentre en un suelo, mejores serán sus propiedades físicas y mayor será el grado de resistencia al deterioro. La estructura granular es la mejor y más adecuada para las labores agrícolas por  su carácter suelto que no opone resistencia al crecimiento de las raíces ni al laboreo. Las estructuras laminares como las de los esquistos y micas, dan cuenta de horizontes que pueden ser problemáticos, pues forman planos de deslizamiento dependiendo del buzamiento 7 de las láminas. Los horizontes formados por esquistos y otros materiales de estructura laminar, son por lo general impermeables. El suelo que hay por encima de ellos se satura de agua y se desliza por encima de los esquistos provocando derrumbes. Esta clase de movimiento de suelo es fácilmente observable en los taludes de las carreteras.

Figura 24. Deslizamiento de tierra sobre esquistos pizarrosos. Machupichu, Perú (Carlotto, Cárdenas, & Fidel, 2009) 7

Buzamiento es el sentido u orientación de la inclinación de los estratos en un relieve de plegamiento formado en rocas sedimentarias, que son las que se disponen en forma de capas.

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4.3.1 Estabilidad de los agregados del suelo La estabilidad estructural representa la resistencia a toda modificación de los agregados. El principal agente destructor de la estructura del suelo es el agua que actúa de diferentes formas degradándola: a. Por hidratación: Hincha los materiales y dispersa los agregados. b. Por salpique: Los agregados que están en la superficie del suelo, son dispersados por el impacto de las gotas de lluvia. c. Por desplazamiento del aire que se encuentra en microporos: el agua va entrando hacia el interior de los agregados, comprime el aire que había y llega un momento en el que el aire tiene que salir y resquebraja o rompe el agregado. Pero también hay pérdida de la estructura por otros mecanismos físico químicos. Russell (1934), cit. por Baver et al. (1972), propuso que las partículas son atraídas por la acción de cationes que hacen de puente entre las moléculas de agua y sirven para ordenar a los dipolos.

En caso de que el catión no exista, la estructura se mantiene por las fuerzas de cohesión entre las moléculas de agua. Cuando el agua drena y el suelo seca las partículas siguen cohesionadas gracias a puentes de hidrógeno y fuerzas de Van der Waals. La dureza de cohesión entre partículas de suelo crece en la medida en que hay mayor presencia de arcillas y materia orgánica. Las arcillas son partículas con carga eléctrica negativa, capaces de retener a otras partículas cargadas. Dependiendo del tipo de arcilla, se superponen tetraedros y octaedros conformados por H, O, Al y Sí que pueden tener núcleos de Mg y Fe. La unión entre arcillas y compuestos orgánicos cementantes la realizan cationes polivalentes como Ca, Mg, Al y Fe e hidróxidos de Fe y Al también cargados positivamente, que permiten enlazar a los dos coloides y formar complejos arcillo húmicos muy estables.

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Cuando se dan procesos de hidratación, los iones pueden incrementar su tamaño.  Algunos iones poseen radios de hidratación muy grandes como es el caso del Na++. En suelos salinos o salino sódicos, en condiciones saturadas, El Na + puede intercambiarse con el Ca ++ y el Mg++ en los sitios de cambio de las arcillas ya que se vuelve mucho más soluble que estos. En condiciones normales de humedad, los radios iónicos no difieren demasiado y la estructura se conserva. Pero una vez que hay presencia de agua, la molécula de Na+ se hidrata, incrementa su tamaño y se sale de la estructura de la arcilla rompiéndola y provocando la dispersión de las partículas del suelo. Los suelos sódicos, sin estructura se vuelven pegajosos cuando están mojados, se sellan y se reduce drásticamente la capacidad de infiltración. Cuando se secan, se produce un endurecimiento y encostramiento que impide el desarrollo de las raíces.

Figura 25. Horizonte B nátrico, con estructura columnar, típico de suelos sódicos. (Ibañez, 2008)

El mismo efecto ocurre cuando el ion predominante en el suelo es Mg++ (% saturación Mg >40%) y hay presencia de arcillas expansivas. En éste caso el Magnesio ocupa los sitios de cambio antes que el Na + e igual al hidratarse provoca la defloculación del suelo. Una vez que el Mg provoca rompimiento de la estructura, el Na puede pasar a través de la estructura de las arcillas y ocupar sitios de cambio, con lo que se completa el proceso de dispersión del suelo. Esta es la situación que se presenta en los suelos del Valle del Cauca en donde el Mg++ es el ion dominante en la solución del suelo.

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4.4. Consistencia del Suelo La consistencia es la propiedad del suelo que da cuenta del grado de cohesión y adhesión del suelo a diferentes grados de humedad y está relacionada directamente con propiedades del suelo como son la Resistencia a la compresión, friabilidad, plasticidad y viscosidad. Friabilidad: Se dice que un suelo es friable cuando se desmenuza fácilmente con un contenido de humedad a capacidad de campo. El rango de humedad en los cuales los suelos están friables, es también el rango de humedad en la cual la condición es óptima para la labranza. Los suelos están aptos para el laboreo cuando están friables y mullidos: los gránulos individuales están blandos y la cohesión es mínima (Rucks, García, Kaplan, Ponce de León, & Hill, 2004).  A bajo contenido de humedad el suelo es duro y m uy coherente a causa del efecto de cementación entre partículas secas. Si el suelo es trabajado con estas condiciones se producen terrones. Cuando el contenido de humedad aumenta, son adsorbidas moléculas de H2O, sobre la superficie, lo cual decrece la coherencia e imparte friabilidad a la masa del suelo. Plasticidad: Es la propiedad que poseen las arcillas para cambiar de forma cuando están sujetas a una fuerza deformante superior a las fuerzas cohesivas y mantener esa forma cuando la fuerza deja de ser aplicada (Rucks et al , 2004). Cuanto mas plastico es un suelo, mayor contenido de arcilla posee y mayor riesgo de compactación y/o amasado habrá dependiendo del manejo que se haga. Viscocidad: Dentro de un cierto rango de humedad, los efectos de la tensión de los films de agua entre las partículas coloidales, planas y orientadas, que imparten al suelo sus propiedades cohesivas, permiten al suelo quedar  moldeado en cualquier forma deseada. El rango de humedad al cual se producen estos fenómenos corresponde al rango de plasticidad del suelo. La orientación de las partículas y su posterior deslizamiento de una sobre otras, se produce cuando se ha adicionado suficiente agua como para producir un «film» alrededor de cada partícula. El total de agua necesaria para producir estos «films» corresponde al contenido de humedad al cual el suelo deja de se friable. Con un exceso de agua el «film» se vuelve tan grueso que la cohesión entre las partículas decrece y la masa de suelo se vuelve viscosa y fluye (Rucks et al , 2004). 4.4.1 Enlodamiento de los suelos Cuando los suelos mojados son sometidos a un esfuerzo, las partículas se orientan con una disminución en el volumen específico (efecto de plasticidad).

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Bomfan y Rubin, citados por Rucks et al, introdujeron el término «enlodabilidad» para expresar la susceptibilidad de los suelos a enlodarse. El enlodamiento se define como la reducción en el volumen específico aparente de un suelo causado por las fuerzas perpendiculares asociadas con comprensión, y las fuerzas tangenciales que producen rotura por deslizamiento, que se ejercen sobre el suelo cuando se realiza un trabajo mecánico sobre él. Estos autores, desarrollaron ecuaciones para mostrar el cambio en volumen por  unidad de trabajo dV/dW está relacionado con el espacio poroso lleno de aire. El efecto de ambas fuerzas (compresión y rotura por deslizamiento) en el enlodamiento de un suelo franco arcilloso limoso se muestran en la figura .

Figura 26. Efectos de la compresión y rotura por deslizamiento, en el enlodamiento de un suelo arcilloso. (Bodman y Rubin,1948, citados por Rucks et al, 2004).

Estos resultados permitieron a los autores demostrar que: a) Hay un aumento de la destrucción de los poros llenos de aire al aumentar el contenido de humedad del suelo. Cuando el contenido de humedad es de 27%, prácticamente igual a la humedad equivalente (capacidad de campo), muy pocos poros llenos de aire permanecen ante la aplicación de una fuerza de 1,5 kg/cm2.

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b) La compresión es la mayor fuerza responsable del enlodamiento dentro del rango de humedad usado. c) El efecto de la rotura por deslizamiento se hace más pronunciado a medida que aumenta el contenido de humedad. El enlodamiento, entonces, es un cambio estructural asociado con la consistencia del suelo. El máximo de enlodamiento ocurre en el rango mojado de la consistencia del suelo (Rucks et al , 2004).

4.5 Resistencia del Suelo al Esfuerzo Cortante La resistencia de un suelo a la cortadura es la resistencia máxima interna del suelo al movimiento de sus partículas, es decir la resistencia al deslizamiento de una partícula sobre otra. La resistencia a la cortadura «S» de un suelo es expresada en términos de cohesión «C» y de fricción por la ecuación de «Coulomb»

S = C+

n

tan

Donde: S: es la resistencia a la cortadura C: es la cohesión n  : es el esfuerzo normal sobre un plano crítico tan : Es el coeficiente de fricción : es el ángulo de fricción interna del suelo La teoría de Charles Auguste de Coulomb (propuesta en 1773) establece que un material falla cuando el esfuerzo cortante en una dirección iguala la resistencia al cortante en la misma dirección, lo cual depende de la cohesión y la fricción interna entre los granos del suelo (Rivera, 1999). Los movimientos masales, están gobernados por la Ecuación de Esfuerzo o Resistencia al Cortante Tangencial. Para el estudio de la estabilidad de una ladera contra los movimientos masales, se requiere estimar la resistencia del suelo ante la acción de esfuerzos de cortante tangencial, la cual consiste en la modelación física del fenómeno del deslizamiento y que permite establecer la resistencia máxima del suelo al movimiento de sus partículas; es decir: la fuerza que se opone al deslizamiento o resbalamiento del suelo sobre si mismo, la cual es impartida por las fuerzas cohesivas entre partículas y por la resistencia friccional entre estas cuando son forzadas a deslizarse (Gray y Sotir, 1996; Suárez, 1998, citados por Rivera,1999). Consecuentemente, el esfuerzo cortante es importante en la capacidad de los fluidos (agua o viento) para causar erosión. La resistencia al cortante tangencial de los suelos tiene su efecto en el arranque de las partículas del suelo, erosión por 

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cárcavas y en las orillas de los ríos y movimientos masales (Lal,1990 citado por  Rivera,1999). La presencia de raíces de plantas, mejora la resistencia del suelo al esfuerzo cortante puesto que confieren un grado de cohesión adicional. Así, la ecuación de Coulomb puede ser modificada agregando el factor de refuerzo C (Endo y Tsuruta,1969; O‟loughlin, 1974; Swatson, 1974; Gray y Megahan, 1981; O‟loughlin et al , 1982; citados por O‟loughlin y Ziemer, 1982; Sidle, 1991), y de esta forma la

ecuación original quedaría transformada en la siguiente expresión:

S= (C + ∆C) +  σ tan Ф  Donde: S: Resistencia del suelo a esfuerzos de cortante tangencial. C: Cohesión del suelo C: Cohesión adicional dada por las raíces al suelo : Esfuerzo normal. tan : Coeficiente de fricción interna. : Ángulo de fricción interna. Lo anterior indica, que los deslizamientos en zonas de ladera, están muy influenciados además de la fuerza de gravedad, por la cohesión del suelo, la cual puede ser incrementada con el sistema radical de la vegetación multistrata; por el ángulo de fricción interna, el cual depende de la mineralogía del suelo; y de la regulación del contenido de humedad del mismo (Rivera, 1999).

Figura 27. Efecto de las raíces en el amarre de suelos inestables. Autor: S. Gómez P. 2007

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4.6 Resistencia a la Penetración La resistencia a la penetración es un buen índice pare evaluar problemas de restricción en el desarrollo radicular de las raíces de los cultivos, por la presencia de capes compactas y/o baja porosidad. La penetrabilidad del suelo permite conocer la facilidad con que un objeto puede ser introducido en el, es decir, la resistencia mecánica que ofrece el suelo a la expansión lateral y al corte que produce dicho objeto. Esa resistencia no es propiedad particular del material, sino que es la suma de los efectos de diferentes características y propiedades, tales como densidad aparente, contenido de humedad, resistencia a la penetración y al corte, las cuales a su vez, son consecuencia de la distribución del tamaño de partículas, de la estructura, y de la composición mineral y orgánica presentes en el suelo (Nacci & Pla Sentis, 1992). La compactación del suelo ocurre cuando se aplica presión o carga a la superficie del suelo, como resultado de pisoteo de animales y personas, la inadecuada utilización de equipos como tractores, especialmente cuando el suelo está húmedo (Bassuk & Whitlow, 1988 citados por Ramirez & Salazar, 2006). La compactación provoca cambios al alterar las propiedades físicas como porosidad y densidad aparente, con lo que a su vez se reduce la velocidad de infiltración de agua y la disponibilidad de aire para el crecimiento de las raíces.

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Lección 5: Clases Agrológicas del Suelo (Land Capability Classification) Cada tipo de suelo de acuerdo a sus características físicas, químicas, mineralógicas y de relieve, presenta ciertas restricciones de manejo que deben ser  atendidas por medio de una cuidadosa planificación de uso a fin de conservar al máximo su capacidad productiva. La clasificación de suelos en base a su valor de aptitud agrícola más conocida y utilizada es la del “Soils Conservation Service”, del Departamento de Agricultura de Estados Unidos (1961). Mediante la clasificación agrológica del USDA (1961) Klingebiel y Montgomery utilizaron unos parámetros básicos con base a los cuales clasificar la aptitud de uso de cada suelo. Estos parámetros fueron unos de carácter intrínseco como profundidad del suelo, textura/estructura, permeabilidad, pedregosidad, otros que valoran la pérdida de productividad como la pendiente del terreno y grado de erosión y otros extrínsecos como la temperatura y pluviosidad. Posteriormente se han agregado otros parámetros como valores de materia orgánica, pH, grado de saturación, capacidad de intercambio cationico y aniones solubles. Se trata de un sistema que busca la producción máxima con mínimas pérdidas de potencialidad. En Colombia, el IGAC ha adaptado la clasificación inicial de Klingebiel y Montgomery de acuerdo a las características propias de los suelos en el país. La clasificación comprende 8 clases, en las que al aumentar el número y tipo de limitaciones, incrementan su valor numérico. Así, los suelos clase I no presentarán restricciones de uso, mientras que los suelo de clase VIII presentan la mayor  limitación de uso. En general, las clase I a IV poseen aptitud agropecuaria, la clase V está limitada por factores diferentes al grado de pendiente, las Clases VI y VII tienen limitaciones severas por lo que se destinan a protección y la Clase VIII corresponde a suelos cuyo uso es meramente paisajístico y de recreación. Clase I: Son suelos planos o casi planos, con pendientes entre 0 y 3%, con muy pocas limitaciones de uso. Son apropiados para cultivos limpios. Son suelos mecanizables, sin procesos erosivos, profundos, bien drenados y fáciles de trabajar. Poseen buena capacidad de retención de humedad y buen contenido de nutrientes. Clase II: Suelos con pendientes suaves entre el 3 y 7%, por lo que requieren practicas moderadas de conservación. Tienen una tendencia moderada a la erosión hídrica y eólica, profundidad efectiva menor a la de un suelo ideal. Pueden o no tener, algún grado de impedimento como estructura desfavorable, contenido de sales o acidez moderada, fácilmente corregibles según el caso pero con probabilidad de que vuelvan a aparecer. Son terrenos potencialmente

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inundables. Pueden tener drenaje moderadamente impedido pero fácil de corregir  mediante obras simples. En estos suelos las prácticas de manejo recomendadas son:  Siembras en contorno o a través de la pendiente  Manejo de coberturas vivas y muertas  Drenaje simple, Riego, adición de fertilizantes y enmiendas.

Clase III: Suelos ondulados con pendientes entre el 7 y el 12 %. Son apropiados para cultivos permanentes, praderas, plantaciones forestales, ganadería extensiva. Están limitados por una alta susceptibilidad a la erosión, inundaciones frecuentes, baja fertilidad natural, poca profundidad efectiva, baja capacidad de retención de agua, moderada salinidad o alcalinidad. Las prácticas de manejo recomendadas incluyen:  Rotación de cultivos  Cultivos en franjas y al través  Barreras vivas  Zanjas de desvío , zanjas de drenaje, filtros  Métodos intensivos de riego  Aplicación de fertilizantes y enmiendas Clase IV: Son suelos con pendientes muy pronunciadas entre 12 y 20% por  lo que los cultivos que pueden desarrollarse allí son muy limitados. Presentan susceptibilidad severa a la erosión y procesos erosivos fuertes como surcos, cárcavas, solifluxión y remociones en masa. Son suelos superficiales con poca profundidad efectiva, baja retención de humedad, muy baja fertilidad natural, drenaje impedido, texturas pesadas con problemas de sobresaturación aun después del drenaje, salinidad, alcalinidad o acidez severas y moderados efectos adversos de clima. En zonas húmedas pueden cultivarse en ciclos largos de rotación, mientras que en zonas semiáridas solo son propicios para pastos. Su uso más adecuado es para plantaciones forestales. Clase V: Son suelos que tienen limitaciones diferentes a la pendiente y los procesos erosivos. Son suelos casi planos cuyas limitantes suelen ser alta pedregosidad o rocosidad, zonas cóncavas inundables, drenaje impedido, alta

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salinidad o contenidos altos de otros elementos como Al, Fe, S que resultan tóxicos para las plantas, o severos condicionamientos climáticos. Por lo general se limitan a se utilizados para pastoreo extensivo, producción forestal, conservación, paisajismo y recreación.

Clase VI: Son suelos muy pendientes adecuados para soportar una vegetación permanente. Son suelos que deben permanecer bajo bosque bien sea natural o plantado. No son adecuados para ningún tipo de cultivo a causa de procesos erosivos severos y muy poca profundidad efectiva. Las pendientes suelen ser mayores del 25%. La explotación ganadera debe hacerse de forma extensiva muy controlada, bajo sistemas silvopastoriles y en ocasiones es necesario dejar los terrenos desocupados por largos periodos de tiempo para su recuperación. En estos suelos son necesarias prácticas de recuperación de suelos como terrazas, terrazas de inundación, acequias de ladera, filtros y drenajes en espina de pescado, trinchos y vegetación permanente. Clase VII: Son suelos con pendientes mayores del 25% y restricciones muy fuertes por pedregosidad, rocosidad, baja fertilidad, suelos muy superficiales, erosión severa y limitantes químicas como pH fuertemente ácido. Son áreas de protección que deben permanecer cubiertas por vegetación densa de bosque. Su principal uso es la protección de suelos, aguas, flora y fauna. Solo son aptos para mantener coberturas arbóreas permanentes. Clase VIII: Son tierras no aptas para ningún uso agropecuario. Tienen restricciones fuertes de clima, pedregosidad, textura y estructura del suelo, salinidad o acidez extrema, drenaje totalmente impedido. A esta clase pertenecen los páramos, nevados, desiertos, playas, pantanos, paisajes de estoraques, que solo pueden ser utilizados con fines paisajísticos, recreacionales y de conservación.

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CAPITULO 2: BIOLOGIA DEL SUELO Es necesario reconocer que todos los seres son interdependientes y que toda forma de vida independientemente de su utilidad, tiene valor para los seres humanos.

Primer principio- Carta de la Tierra

INTRODUCCIÓN La teoría Gaia postula que las condiciones de la Tierra han sido modificadas y han surgido por efecto de la propia vida. Antes de ser formulada, se aceptaba que la Tierra habría evolucionado independientemente de la presencia de los seres vivos, y estos se habrían ido adaptando a esas condiciones cambiantes. Gaia propone que una vez dadas las condiciones para que surgiera la vida en la Tierra, la propia comunidad de seres vivos ha sido la principal responsable de los cambios operados en el planeta.  Así, fueron los procesos metabólicos de fotosíntesis y respiración de las primeras células, los responsables de la formación de la atmosfera primitiva que hizo posible la evolución. Gaia propone que vida y medio ambiente interaccionan, comportándose como un todo, diluyendo las diferencias entre materia orgánica e inorgánica, configurando un sistema en el que una y otra se nutren mutuamente. Lynn Margulis expone que la química de la atmósfera y la salinidad de los océanos, no son fortuitas, están relacionadas con la respiración de trillones de microorganismos que la modifican. Por otro lado, la acción de la materia orgánica con sus trasformaciones y reutilizaciones y la intervención de los microorganismos en los ciclos biogeoquímicos, han venido modificando la Tierra haciéndola un lugar acogedor  para la perpetuación de la vida.

Lección 6: Ingenieros del suelo Se denomina “Ingenieros del Suelo” a aquellos organismos que producen estructuras físicas con las cuales modifican la disponibilidad o accesibilidad de recursos para otros organismos. Su actividad y producción de estructuras biogénicas pueden modificar la abundancia o la estructura de otras comunidades de organismos. (Jones et al., 1994, 1997). Se consideran como Ingenieros de fenotipo extendido, aquellos que modifican el suelo para su propio beneficio como las hormigas y las termitas.

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De otra parte, los Ingenieros accidentales, transforman el suelo pero no se benefician directamente de ello. Es el caso de las lombrices. La mesofauna cumple un papel fundamental en la bioformación de suelo. Son estos organismos los encargados de labrar el suelo y fraccionar los desechos vegetales y animales para que posteriormente los microorganismos puedan descomponerlos y mineralizarlos convirtiéndolos en materia orgánica estable o humus.

Figura 28. Ingenieros del suelo

De acuerdo con sus hábitos de vida y alimentación , estos organismos se clasifican en tres grupos y cumplen funciones diferentes en la pedogénesis: 1. Organismos Anésicos: Viven en el suelo pero se alimentan en la superficie. Desintegran el material orgánico. 2. Organismos Epigéicos: Viven y se alimentan en la superficie del suelo. No labran el suelo pero desintegran hojarasca. 3. Organismos Endogéicos: Viven en el suelo y se alimentan en el suelo, de modo que ingieren también minerales. Sus deyecciones son por lo tanto un compuesto órgano mineral.

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La meso fauna ingiere material orgánico puro y ha desarrollado una relación de mutualismo externo con la microbiota del suelo que se comporta como un “rumen externo”, degradando los desechos ha sta sus componentes moleculares más

simples.

Las deyecciones de las lombrices tienen una densidad aparente de 1,4 gr/cc mientras que las deyecciones de termitas tienen una densidad aparente de 0,4 a 0,7 gr/cc. Ambas, poseen un contenido de Carbono Orgánico entre 3 y 4%. Estos datos nos dan una idea de cómo pueden modificar las propiedades físicas y químicas del suelo. La acción de los ingenieros del suelo se ve reflejada en:  Incremento de las actividades microbiales  Liberación de nutrientes como amonio y nitrato  Enriquecimiento en partículas finas y materia orgánica  Enriquecimiento en cationes intercambiables Ca, Mg, K y Na  Estructuras biogénicas: Pueden constituir parches en terrenos con mayor  disponibilidad de nutrientes para las plantas Las Lombrices pueden clasificarse en dos grupos, las especies compactantes que producen turrículos compactos de gran tamaño y las especies descompactantes que producen turrículos pequeños. Entre ambas existe un equilibrio dinámico pues las descompactantes pueden alimentarse de las deyecciones que dejan las especies compactantes, no así de sus propias deyecciones.

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La mesofauna y su rumen externo intervienen de forma directa en los ciclos biogeoquímicos pues estimulan la mineralización de nitrógeno y la liberación de amonio, que posteriormente puede ser nitrificado. Las lombrices provocan cambios rápidos como la liberación de nutrientes, pero también provocan un efecto de volteo del suelo entre perfiles que puede darse al termino de años y décadas y que comporta un verdadero proceso pedogénico.

Figura 29. Efectos de las lombrices en los procesos pedogenéticos (Lavelle,1997 citado por  Jiménez et al, 2004).

Las estructuras particulares producidas por las lombrices y otros invertebrados como deyecciones, turrículos, nidos, montículos, túneles, cámaras, macroporos, denominadas estructuras biogénicas, causan efectos en la diversidad y la abundancia de otras comunidades de organismos menos móviles (hipótesis de la biodiversidad anidada de Lavelle, (1996))  Además, representan sitios en donde ocurren procesos pedológicos como la formación de estructura del suelo, mineralización de la materia orgánica, estimulación de la actividad microbiana y de la actividad enzimática del suelo e intercambio de gases y agua en el suelo (Jimenez, Decaëns, Thomas, & Lavelle, 2003). Numerosos estudios demuestran que los disturbios provocados al suelo alteran las poblaciones de meso invertebrados y la pérdida de la diversidad de comunidades de lombrices causa a su vez alteración en el funcionamiento de los ecosistemas. En América del sur, la conversión de la Selva Amazónica en Pastizales, conduce a la eliminación de las especies nativas en beneficio de otra especie alóctona. La actividad intensa de ésta última unida a la ausencia de la biodiversidad original, provoca la degradación del ecosistema (Barros et al.1998, Blanchart et al.1999; Chauvel et al.1999;Duboissete 1995, citados por Jimenez, 2004).

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Lección 7: Materia orgánica el Suelo (MOS) y capacidad de Resiliencia del suelo Se considera como materia orgánica a todo material producto de los desechos de organismos vivos así como los propios organismos una vez mueren. Representa todos los constituyentes orgánicos del suelo, incluyendo plantas sin degradar y tejidos animales, sus productos de descomposición parcial, y la biomasa del suelo. Por lo tanto, también hacen parte de ella: 1. Moléculas orgánicas identificables de alto peso molecular tales como polisacáridos y proteínas. 2. Sustancias más simples tales como azucares, aminoácidos, y otras moléculas pequeñas, producto de la descomposición de moléculas complejas. 3. Sustancias húmicas

Figura 30. Fracciones constituyentes de la Materia orgánica del Suelo  Autor: Sánchez de Prager, 2006.

El tipo de materiales orgánicos presentes en un suelo y los porcentajes de cada fracción respecto al total de materia orgánica, dependen de varios factores como el clima, el tipo de cobertura vegetal y la microbiota presente.

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Figura 31. El Humus del suelo: origen, tipos y acción sobre los suelos Tomado de: Suelos de Colombia. IGAC, 1995.

La materia orgánica fresca sufre numerosas transformaciones una vez llega al suelo, por ello, en el suelo siempre coexisten diferentes estados. Cada uno de ellos confiere propiedades distintas al suelo. La figura 31, muestra la manera en que sucede el proceso de transformación de la MOS.

Figura 32. Esquema simplificado de la transformación de la Materia Orgánica del Suelo  Autor: Sánchez de Prager, 2006.

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7.1 Fracciones de la Materia Orgánica del Suelo En la mayoría de los suelos la MOS es el principal agente en la formación y estabilización de agregados. La incorporación de la materia orgánica a los agregados del suelo la protege de la descomposición rápida, determinando su estabilidad en el suelo (Golchin et al ., 1994 citado por Zagal & Córdova, 2005). Por el contrario, los suelos cultivados al tener una mejor aireación, promueven la actividad de los microorganismos y se acelera la descomposición. Las prácticas de manejo, como la labranza, la rotación de cultivos, la aplicación de fertilizantes, y el manejo de los residuos, influyen en las transformaciones de la MOS, puesto que determinan la cantidad y calidad de los residuos que entran al suelo, su distribución en la superficie, y el destino de estos aportes, ya sea sobre o bajo el suelo (Christensen, 1996, citado por Zagal et al , 2005). En los suelos cultivados el contenido de materia orgánica total cambia lentamente a través del tiempo. El ciclaje de todos sus componentes puede tardar desde décadas a siglos (Biederbeck et al ., 1994), dependiendo de clima, del uso y manejo del suelo. Sin embargo, la tasa de recambio de los diferentes componentes de la MOS varía continuamente (Christensen, 1996; Graham et al ., 2002 citados por  Zagal et al ,2005).

Materia Orgánica Fresca: Consiste en los restos vegetales y animales que aunque con algún grado de descomposición, son fácilmente diferenciables a simple vista. Hacen parte de ella la hojarasca fresca, seca y levemente descompuesta, estiércol y animales en descomposición. La hojarasca y el mantillo cumplen varias funciones en la protección del suelo:  Actúan como cubierta evitando la erosión por salpique  Regulan la temperatura del suelo  Mantienen la humedad del suelo por mas tiempo en épocas de verano  Evitan la escorrentía Materia Orgánica Lábil: Corresponde a las fracciones activas, es decir a aquellos componentes que contribuyen a una rápida liberación de nutrientes y que son afectados directamente por el manejo agronómico. Pertenecen a éste grupo las proteínas, los azúcares, los aminoácidos. Todos compuestos que fácilmente pueden liberar a la solución del suelo N y P disponibles de forma inmediata para las plantas. La Biomasa bacteriana también hace parte de la fracción lábil. Corresponde a la masa de organismos que habita en el suelo, cuya proporción respecto de la MOS asciende del 1 a 5%. Los microorganismos son quienes finalmente degradan los compuestos orgánicos de moléculas complejas a moléculas simples y iones con la

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consecuente liberación de CO 2. Las colonias de hongos y bacterias, sus exudados y lisis de sus células contribuyen a la agregación de macropartículas de suelo a nivel de Ultraestructura.

Materia Orgánica Estable: También denominada Materia orgánica pasiva. Es aquella de menor reacción en el suelo y corresponded a las fracciones húmicas propiamente dichas. El humus, está asociado a productos de muy diversa composición y evolución, resultantes de síntesis biológica o maduración climática y con características coloidales. Su acción en el suelo influye sobre la estabilidad estructural, la fertilidad y disponibilidad de nutrientes, el intercambio iónico y la dinámica de los elementos (Malagón, Pulido, Llinas, & Chamorro, 1995). La materia orgánica mineralizada se constituye en la reserva de nutrientes del suelo. Se distinguen cinco tipos de compuestos húmicos, dependiendo de su solubilidad en ácido o en álcali.

Figura 33. Fraccionamiento de los compuestos húmicos del suelo

Ácidos Fúlvicos: Representan la fracción de humus extraíble por álcali, que no precipita por ácidos y que tiene color amarillento rojo. Generalmente son compuestos fenólicos de peso molecular bajo. Son la fracción más soluble de la materia orgánica y de más rápida disponibilidad de nutrientes para las plantas. Son causantes de la degradación del suelo ya que no poseen acción cementante, son muy móviles y facilitan la traslocación de elementos como Fe y Al que dan estabilidad a la estructura del suelo mediante la formación de silicatos. Ácidos Húmicos: Son la fracción insoluble extraíble por álcali y precipitan con la adición de ácido. Son polímeros de alto peso molecular que forman coloides esferoidales. Su capacidad de intercambio cationico se debe a la presencia de la función ácido orgánico (-COOH) y de la función hidroxilo(-OH).

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Se presentan como sólidos amorfos de color marrón oscuro, generalmente insolubles en agua y en casi todos los disolventes no polares, pero fácilmente dispersables en las soluciones acuosas de los hidróxidos y sales básicas de los metales alcalinos, constituyendo un hidrosol que puede experimentar floculación mediante el tratamiento de los ácidos o los demás cationes. Dentro de los ácidos húmicos, se pueden distinguir el ácido himatomelánico, que es la parte del ácido húmico soluble en alcohol (también llamado ácido úlmico), los ácidos húmicos pardos, que no precipitan en presencia de sales como el cloruro sódico y los ácidos húmicos grises, que precipitan en presencia de sales.  Al contrario de las ácidos Fúlvicos, ejercen una acción cementante y forman mas relaciones con las arcillas 2:1, por lo que ayudan a conservar la estructura del suelo.

Huminas: Son la fracción más estable e insoluble. Constituyen un grupo de sustancias relativamente diferentes entre sí, cuyo origen puede tener lugar  mediante la vía de herencia o la de neoformación. Las huminas heredadas se hallan retenidas en los agregados de la fracción pesada del suelo mediante uniones que no se rompen por medio de la agitación mecánica común pero si por la de los ultrasonidos. Es mayoritaria en aquellos suelos que tienen una vegetación de difícil biodegradación y se encuentra débilmente ligada a la fracción arcilla de los suelos mediante una serie de enlaces lábiles. Entre las huminas de neoformación se encuentran las huminas de insolubilización extraíbles, de naturaleza comparable a la de los ácidos húmicos y fúlvicos, pero irreversiblemente ligadas a la fracción mineral por medio de enlaces que solo pueden ser destruidos en el laboratorio por medio de agentes químicos que rompen la unión con los silicatos

7.2 Materia orgánica del Suelo y Capacidad de Resiliencia del suelo La MOS tiene efecto en la calidad física, química y biológica del suelo y por lo tanto es de gran relevancia para la sostenibilidad de los rendimientos de cultivos y pasturas. Además funciona como un agente amortiguador, permitiendo que el sistema suelo pueda permanecer más o menos estable frente a diferentes tipos de disturbios, sean de origen físico o químico:  

El color oscuro confiere al suelo la capacidad de retener el calor  Los compuestos húmicos contienen grupos funcionales ácidos, por lo que intervienen en las reacciones de intercambio cationico; así pues, la presencia de humus aumenta la capacidad de intercambio cationico de un suelo o de un sustrato.

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA  – UNAD Escuela de Ciencias Sociales, Artes y Humanidades Contenido didáctico del curso Metodología del T rabajo Académico  





  

 

Interaccionan con las arcillas del suelo y estabilizan los agregados previniendo la erosión. La MOS puede retener hasta 20 veces su peso en agua. De ésta manera contribuye notablemente a la capacidad de retención de humedad del suelo. Al producir la cementación entre las partículas del suelo, contribuye no solo a estabilizar los agregados sino también a mejorar la porosidad y aireación del suelo, mejora el intercambio gaseoso del suelo e incrementa la permeabilidad. En cuanto a la fertilidad del suelo, juegan un papel importante en la disponibilidad de micronutrientes para las plantas, puesto que forman complejos órgano - minerales (quelatos) con los metales como el hierro, manganeso, cinc y cobre, contribuyendo además a mejorar la absorción por  las plantas del fósforo, nitrógeno, potasio, calcio y magnesio. Posee capacidad amortiguadora del pH (capacidad tampón) de manera que ayuda a mantener estable la reacción del suelo. En el proceso de mineralización se producen y liberan compuestos como CO2, NH4, NO 3, PO4 y SO4, que son tomados por las plantas. Tiene función secuestrante de moléculas tóxicas como los pesticidas, metales pesados y elementos menores tóxicos, por lo tanto las fracciones húmicas juegan un rol fundamental en la detoxificación del suelo. Estimulan la actividad de la microbiota del suelo y la liberación de exudados y compuestos que estimulan el crecimiento de las plantas La microbiota benéfica del suelo actúa en la „supresividad‟ del suelo de Patógenos.

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Lección 8: Ultraestructura del suelo 8.1 Modelos de Autoorganización En los 50´s el descubrimiento del ADN hace retroceder a la ciencia hacia el modelo mecanicista bajo la premisa de que todas las funciones biológicas podrían ser explicadas en términos de estructuras moleculares. Hoy, aunque se conoce mucho de los genes se sabe muy poco acerca de la forma en que cooperan, se comunican y hacen posible el desarrollo de los organismos. El 95% del ADN es empleado en funciones integradoras que se desconocen. En los 70´s las teorías de Bertalanffy y Bogdanov a cerca de los sistemas vivos como sistemas abiertos hacia el exterior al intercambio de materia y energía y cerrados al interior de sus interacciones, las cuales presentan patrones característicos de organización que hacen posible la homeostasis, fueron fuertemente criticadas al no poder ser demostradas a través de modelos matemáticos lineales. Años más tarde con el desarrollo de modelos matemáticos no lineales y computadoras fue posible demostrar su aplicación y se comienza a trabajar sobre el concepto de Patrones. Se entiende por patrón de organización, una configuración de relaciones características de un determinado sistema. Las propiedades del sistema emergen de esa configuración ordenada y una vez que el patrón se desintegra, cesa la vida. Hay un patrón de organización común a todos los seres vivos en forma de red, al cual responden partes del organismo, organismos y comunidades de organismos. Los sistemas autoorganizados son sistemas abiertos operando lejos del equilibrio, atravesados constantemente por flujos de materia y energía. Los componentes del sistema interactúan de manera no lineal originando bucles de retroalimentación y además, poseen estructuras disipativas que les permiten mantener sus procesos vitales bajo condiciones de no  – equilibrio. Cuando los flujos de materia y energía aumentan creando grandes inestabilidades en el sistema que son amplificadas por los bucles de retroalimentación, el sistema llega a un punto crítico, absorbe energía y la integra en su propia estructura dando origen a la emergencia de nuevos comportamientos y estructuras más complejas, es decir, un nuevo estado de orden. Manfred Eigen propuso que el origen de la vida pudo ser el resultado de un proceso de organización progresivo de sistemas químicos alejados del equilibrio que involucraron hiperciclos catalíticos en donde las enzimas producidas en un ciclo actúan como catalizadores en el ciclo siguiente. Los hiperciclos son capaces de auto reproducirse exactamente y de corregir errores de reproducción de manera que pueden conservar y transmitir información compleja. Sin embargo los ciclos catalíticos por si solos no pueden considerarse sistemas vivos a menos que estén limitados por un perímetro dentro del cual se lleven a cabo.

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Humberto Maturana y Francisco Varela a partir de sus estudios en neurología, plantean que los seres vivos son sistemas autopoiesicos, es decir, que poseen un patrón general de organización en un proceso causal circular cerrado que permite la evolución de los componentes interactuando entre sí, produciendo, transformando y manteniendo otros componentes al interior del sistema sin que la circularidad global de la red se pierda y en donde la organización de los componentes del sistema se manifiesta como una estructura física especifica que diferencia a cada organismo. El sistema permanece vivo solamente mientras se encuentre en estado de autopoiesis. Los seres vivos son redes de producciones moleculares en las que las moléculas producidas generan con sus interacciones la misma red que las produce. James Lavelock da vida a la Hipótesis Gaia, en donde la tierra es un todo que actúa como un sistema vivo auto organizador, alejado del equilibrio, en donde la capacidad principal de los bucles de retroalimentación es la de vincular sistemas vivos y no vivos. La atmósfera es un sistema alejado del equilibrio químico, atravesado por flujos de materia y energía que son reaprovisionados constantemente por la vida terrestre y que es capaz de auto regularse y mantener  una temperatura adecuada para la permanencia de la vida.

8.2 Ultraestructura : Un atributo emergente del Sistema Suelo  A nivel micro, el suelo se estructura integrando cavidades, partículas minerales y orgánicas con tamaños entre 0.05 y 0.1 µm y a veces menores, que junto con las células (bacterianas y de las raíces de las plantas), microorganismos, excreciones y exudados conforman redes dentro de un sistema de donde emergen propiedades importantes como la estructura, drenaje, reservas de materia orgánica y metabolismo del suelo así como el desarrollo de las plantas. El tamaño de los componentes del sistema a nivel de ultra estructura es tan pequeño que para poder ser observado por microscopía electrónica y otras técnicas especiales, es necesario fijar las partículas de los montajes con metales pesados a fin de incrementar su electro densidad. Aún así, es necesario asumir  que no todos los componentes a nivel de ultra estructura pueden ser observados con las herramientas disponibles. Los carbohidratos por ejemplo, no pueden ser  teñidos y se observan como espacios transparentes dentro de minerales más densos. Las cavidades se forman a partir de fragmentos de cuarzo y micas, los cuales en su parte más ancha miden 0.01 µm . Esta partículas son recubiertas por arcillas y por efecto de la humedad se pulen y adelgazan dejando túneles que generalmente se llenan de agua. La materia orgánica que logra penetrar en ellos es encapsulada por capas de arcillas quedando así protegida del metabolismo bacteriano.

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Figura 34. Microfotografía de suelo  Autores: Galvis, Amézquita, & Madero (2007).

La materia orgánica se encuentra en diversas formas y puede ser observada una vez se fija con metales pesados como osmio y uranio. Entre los grupos orgánicos pueden observarse polisacáridos amorfos , carbohidratos, materiales húmicos globulares y amorfos de entre 5 y 10 µm y fibras de residuos de lignina provenientes de paredes celulares secundarias de 10 nm de longitud.

Figura 35. Componentes biológicos de la estructura de un suelo no disturbado por labranza  Autores: Galvis, Amézquita, & Madero, (2007)

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En condiciones húmedas, donde la actividad microbiana es lenta, los residuos vegetales se van acumulando en capas intercaladas con capas de arcilla y de bacterias. Algunas de esas bacterias quedan encapsuladas por cutanes y sus contenidos celulares totalmente preservados. Esto es a lo que se denomina “Colonias fantasma”. Cuando se produce la lisis de esas células, éstas proveen nutrientes a otros microorganismos. Los carbohidratos granulares y fibrosos derivados de éstas colonias confieren estabilidad y otras propiedades importantes al suelo.  A nivel de raíz es necesario analizar sus diferentes partes, pues cada una de ellas tiene una función específica tanto en la conformación de la ultra estructura como en la interface suelo- raíz. La cofia es una masa de tejido que se encarga de proteger el meristemo apical de la raíz. Posee células ricas en almidón a partir del cual se produce un gel que permite a las raíces deslizarse y penetrar en el suelo. Además, las partículas de almidón hacen posible la respuesta de geotropismo positivo del crecimiento de la raíz. Las células, embebidas permanentemente en éste gel, se hinchan y se desprenden de la raíz. El almidón que contienen les sirve de reserva y pueden sobrevivir hasta por tres semanas, durante las cuales siguen produciendo gel que ayuda a estructurar el suelo. Una vez que colapsan sirven de sustrato a colonias bacterianas. El tejido detrás de la cofia se denomina epidermis joven, el cual tiene una actividad de división y alargamiento celular muy alta. La pared celular de las células epidermales está constituida por pectina y hemi celulosa y el gel es limitado por  una membrana de tres capas correspondiente a la cutícula. La raíz induce a la formación de gel cuando se encuentra en alguna situación de estrés hídrico que pueda llevarla a la muerte celular. Los pelos radiculares se originan dentro de la pared secundaria, penetran los mucílagos de la pared primaria y finalmente emergen a la rizósfera. También poseen una pared primaria mucilaginosa encapsulada en una cutícula. Las lectinas involucradas en el reconocimiento de las simbiosis leguminosa  – Rhizobium, actinomicetos fijadores de nitrógeno y micorrizas son secretadas por  los pelos radiculares.

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Figura 36. Rizósfera

En suelos pobres en hierro y manganeso, las raíces secretan citrato a fin de poder  disolver y quelatar éstos minerales y dejarlos disponibles para la absorción. En algunas especies vegetales como el girasol, la deficiencia de hierro induce a la diferenciación de células externas de la epidermis en células de transferencia, en donde se modifica su capa externa generando una mayor superficie de contacto.  A medida que la raíz penetra en el suelo, las partículas minerales desgarran la cutícula y así el mucílago comienza a fluir hacia el suelo, imbibiendo partículas sólidas y colonias de microorganismos, formando una mezcla íntima de compuestos minerales y biológicos. El desprendimiento de mucílago, ácidos orgánicos y células de la raíz induce rápidamente a la actividad microbiana. La mayoría de microorganismos de encuentran en los primeros 50 µm de la superficie de la raíz y solamente se establecen en las zonas con mucílago o en donde hay lesiones que permiten la lisis celular y por consiguiente su desarrollo.  A su vez, los microorganismos íntimamente ligados al mucílago de la raíz, producen excreciones que son estructural y bioquímicamente diferentes a éste. A éste complejo mucílago  – microorganismos  – excreciones, se le denomina mucigel, puesto que es imposible diferenciarlos unos de otros. En el rizo plano también se establecen junto con microorganismos, macro y meso organismos, formando entre todos, ecosistemas supresivos de bacterias, a la vez

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que estimulan el ciclaje de nitrógeno y fósforo y por ende el crecimiento de las plantas. La endorizósfera está constituida por los espacios inter celulares del cortex de la raíz en donde se desarrollan colonias de microorganismos como bacterias y micorrizas. Las bacterias generalmente viven de la lisis de las células del mucílago intercelular de manera que no causan ningún daño al hospedero. La lisis de las células corticales es regulada genéticamente por la planta. Las micorrizas, ayudan a prolongar la vida de las células corticales por varias semanas. En la endorizósfera por lo tanto pueden vivir microorganismos inocuos a la planta, microorganismos benéficos que hacen simbiosis con la raíz y microorganismos patógenos que causan la lisis de las células corticales y propician la aparición de colonias de saprofitos y patógenos. Si entendemos que la vida obedece a un sistema con un patrón organizado que configura las relaciones que dan origen a sus propiedades emergentes podremos entonces acercarnos a la comprensión de la complejidad del “sistema suelo planta”.  Así, podemos con certeza caracterizar dicho sistema como un sistema vivo, puesto que cumple con todos los requisitos: a. Es un sistema auto organizado, que permanece estable y alejado del equilibrio. Su capacidad de auto organización es la capacidad de resiliencia producto de sus propiedades físicas, químicas y biológicas. b. Cuenta con estructuras disipativas que le permiten mantener su homeostasis tales como la formación de carbonatos en el ciclo de fijación de carbono, la interacción de la materia orgánica y su biota en la amortiguación del pH y la quelación de elementos metales por parte de los ácidos orgánicos tanto de la materia orgánica como del mucigel que precipitan y detoxifican el suelo. c. Crea bucles de retroalimentación como la dinámica de la mineralización de la materia orgánica. Cada una de sus fracciones o estados de oxidación y su macro y microbiota asociada, son a la vez nuevas estructuras del sistema que se recrean a través de hiperciclos y estructuras disipativas por  cuanto la materia orgánica actúa quelatando y precipitando elementos tóxicos, regula el pH y la C.E del suelo, retiene humedad, incrementa la C.I.C , mantiene la estructura del suelo y crea micro sitios favorables para los microorganismos y el crecimiento de las raíces. d. El sistema es abierto al flujo de materia y energía, atravesado permanentemente por energía calórica proveniente del sol y del metabolismo de macro y micro fauna, por energía química, producto de las reacciones químicas del metabolismo del suelo, por energía eléctrica, producto del intercambio de cargas a nivel de la fase cambiable del suelo y por materia en todos sus estados (sólida, líquida y gaseosa); y es cerrado

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a su interior dentro de los límites que le impone su propia capacidad de resiliencia. Una vez se agota la capacidad de Resiliencia, todo el sistema cambia de orden y emerge a un nuevo estado. Si el disturbio es demasiado fuerte, entonces veremos la muerte del suelo. e. Según el patrón especifico de organización del suelo se comportarán todas las partes de los organismos, los organismos mismos y las comunidades de organismos que viven en él. Las plantas y microorganismos están adaptados a condiciones ambientales específicas. Por ejemplo, en un suelo que ha llegado a un punto crítico de salinidad, las células y los organismos conformados por ellas pueden colapsarse (plantas y microorganismos no tolerantes), habrá un cambio de orden en donde nuevas comunidades de plantas y su biota asociada aparecen, células y plantas que pueden dar un salto evolutivo y adaptarse o perderse para siempre la productividad del sistema. En cualquiera de los casos, el sistema habrá absorbido el flujo de materia y energía, lo habrá incorporado a él y habrá cambiado de estado. f. Hay hiperciclos que actúan dentro de perímetros limitados, conformando sistemas de redes dentro de redes, a través de bucles de retroalimentación que vinculan elementos vivos (organismos del suelo  – plantas- animales) y no vivos ( suelo- agua). Los microorganismos y las raíces de las plantas generan enzimas y ácidos orgánicos, que actúan en ciclos catalíticos y metabólicos que alteran materiales minerales y orgánicos generando productos que a su vez alimentarán nuevos ciclos.  A través de las diferentes rutas respiratorias generarán oxígeno y dióxido de carbono, regulando de esa manera los ciclos del carbono, nitrógeno, fósforo, azufre, hidrológico y térmico de todo el sistema tierra. Estos hiperciclos tienen límites a diferentes niveles como son los límites físicos del suelo que comienzan en la ultra estructura y terminan en lo que vemos como corteza terrestre, las membranas celulares, órganos, organismos y finalmente la atmósfera terrestre, límite del gran sistema Gaia. g. A través de la integración de bucles de retroalimentación interactúan cavidades, partículas minerales y orgánicas, células (bacterianas y de las raíces de las plantas), microorganismos, excreciones y exudados y sus derivados como carbohidratos granulares y fibrosos, materiales orgánicos globulares y amorfos que conforman redes dentro de un sistema de donde emergen propiedades importantes como la estructura, drenaje, reservas de materia orgánica y metabolismo del suelo y por tanto, las condiciones necesarias para la vida de comunidades de plantas y animales.

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h. Las raíces de las plantas y cada una de sus partes interactúan de manera diferente con el suelo generando condiciones específicas que influyen en la ultra estructura del suelo y a través del bucle interfase raíz  – suelo en todo el sistema. El suelo es un sistema vivo y Gaia permanecerá en el estado de orden que conocemos durante tanto tiempo como sus estructuras disipativas sean capaces de mantener la homeostasis de un sistema que cada día se aleja más del equilibrio a causa de la ignorancia del hombre.

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Lección 9. Ciclo del Carbono y MOS El ciclo del carbono es uno de los más importantes a nivel de detoxificación del ambiente. La formación y precipitación de carbonatos de calcio y magnesio permite limpiar la atmosfera de grandes cantidades de CO 2, por lo tanto, contribuye a amortiguar el cambio climático. Estos precipitados forman a su vez las rocas calizas, y en los océanos se fija además en forma de coral. El ciclo del carbono junto con el ciclo de la materia orgánica (MOS), es responsable de la sostenibilidad de los ecosistemas y la productividad de los suelos agrícolas. En el ciclo biológico, las plantas verdes toman CO 2 atmosférico y lo incorporan a los carbohidratos (CHOs) que sintetizan mediante el proceso de fotosíntesis. Parte de estos carbohidratos son metabolizados en el proceso de respiración para obtener energía (ATP), devolviendo carbono al medio circundante que vuelve a circular una y otra vez en ciclos sucesivos. Otra parte de esos carbohidratos son transferidos a los animales y demás heterótrofos, que también liberan CO 2 al respirar. En el ciclo biogeoquímico, se transfiere Carbono entre la atmósfera y la litósfera. El CO2 se disuelve en agua formando ácido carbónico, capaz de atacar los silicatos que constituyen las rocas y dando como resultado la formación de bicarbonato. Los iones de bicarbonato van a dar a los ríos y mares, son asimilados por los animales que a su muerte lo devuelven a los sedimentos marinos. El C pasa nuevamente de la litósfera a la atmósfera mediante las erupciones volcánicas. Cuando tras estas, la materia orgánica queda sepultada en un ambiente anòxico, se fermenta y el C queda atrapado en forma de carbón, petróleo y gas natural. El ciclo completo del carbono requiere que los descomponedores metabolicen los compuestos orgánicos de los organismos muertos y agreguen nuevas cantidades de CO2 al ambiente.  A todo lo anterior debe sumarse la enorme cantidad de CO 2 que llega a la atmósfera como producto de la actividad volcánica, la erosión de las rocas carbonatadas y, sobre todo, la quema de combustibles fósiles por el hombre.

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Figura 37. Ciclo biogeoquímico del Carbono

La figura 38 ilustra el ciclaje de Carbono entre la atmosfera y la litosfera indicando las cantidades que se mueven en cada flujo, expresadas en Gigatoneladas.

Figura 38. Flujos de carbono.

En negro: cantidad de carbono en los reservorios En azul: cantidad de carbono que se mueve entre reservorios cada año

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En condiciones naturales, el C orgánico del suelo resulta del balance entre la incorporación al suelo del material orgánico fresco y la salida de C del suelo en forma de CO2 a la atmósfera, erosión y lixiviación. Cuando los suelos tienen condiciones aeróbicas, una parte importante del carbono que ingresa al suelo (55 Pg C año -1 a nivel global) es lábil y se mineraliza rápidamente y una pequeña fracción se acumula como humus estable (0,4 Pg C año-1). El CO2 emitido desde el suelo a la atmósfera no solo se produce por la mineralización de la MOS donde participa la fauna edáfica (organismos detritívoros) y los microorganismos del suelo, sino también se genera por el metabolismo de las raíces de las plantas (Martínez et al, 2008 ). El carbono orgánico del suelo se relaciona con la sustentabilidad de los sistemas agrícolas afectando las propiedades del suelo relacionadas con el rendimiento de los cultivos, en especial al afectar el aporte de N. Además al afectar el pH hacia valores cercanos a la neutralidad, aumenta la solubilidad de varios nutrientes. El Carbono orgánico vinculado a la materia orgánica del suelo, proporciona coloides de alta capacidad de intercambio catiónico. Su efecto en las propiedades físicas se manifiesta mediante la modificación de la estructura y la distribución del espacio poroso del suelo. La cantidad de COS no solo depende de las condiciones ambientales locales, sino que es afectada fuertemente por el manejo del suelo (Martinez, Fuentes, & Acevedo, 2008). Los suelos contienen más C que la suma existente en la vegetación y en la atmósfera (Swift, 2001). Los suelos que acumulan la mayor cantidad de Carbono orgánico corresponden al orden Histosol aun cuando este orden es el que tiene la menor superficie con respecto a los demás (Martinez et al , 2008).

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA  – UNAD Escuela de Ciencias Sociales, Artes y Humanidades Contenido didáctico del curso Metodología del T rabajo Académico Tabla 4.Carbono orgánico en los suelos del mundo (Modificado de Eswaran et al, 2003 por  Martínez et al, 2008)

*Pg = 1015 g. Se estima que desde que se incorporan nuevos suelos a la agricultura hasta establecer sistemas intensivos de cultivo se producen pérdidas de COS que fluctúan entre 30 y 50% del nivel inicial (Reicosky, 2002). La pérdida de material húmico de los suelos cultivados es superior a la tasa de formación de humus de suelos no perturbados por lo que el suelo, bajo condiciones de cultivo convencionales, es una fuente de CO 2 para la atmósfera (Kern y Johnson, 1993, Gifford, 1994, y Reicosky, 2002, citados por Martínez et al, 2008).

9.1 Manejo del suelo y Captura de Carbono Según Six et al (2002), citado por Martínez (2008), la MOS puede ser protegida de descomposición acelerada mediante: 1) estabilización física por la microagregación 2) estabilización físico-química mediante asociación con partículas de arcilla, y 3) estabilización bioquímica mediante la formación de compuestos altamente recalcitrantes. Las prácticas agronómicas pueden o no favorecer la captura de carbono. La labranza de conservación, es un sistema de manejo de suelos que tiene una alta capacidad potencial para secuestrar C en el suelo (Rasmussen y Parton, 1994, Rosell, 1999 citados por Martínez et al, 2008).

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La labranza además de mullir el suelo y dejarlo suelto para favorecer la germinación de la semilla y el establecimiento de las plantas, expone el suelo a los principales agentes erosivos (agua y viento) y facilita el contacto de los organismos heterótrofos del suelo con la presión parcial de oxígeno de la atmósfera (ca.20 kpa), favoreciendo una mineralización más rápida. La perturbación del suelo por labranza es una de las mayores causas de la disminución de la MOS y del tamaño y estabilidad de los agregados del suelo.

Figura 39. Cambios en el contenido de COS inducidos por perturbación y posterior  reacumulación por aplicación de manejo de conservación. Modificado de Johnson, 1995 por  Martínez , 2008.

Si tenemos en cuenta que los procesos de tala y quema además de liberar CO 2 a la atmósfera producto de la combustión dejan descubierto el suelo y que los procesos erosivos de rocas carbonatadas liberan liberan más CO2. Si además sumamos que los suelos sin cobertura no solo están expuestos a la degradación sino que al haber menos plantas habrá una menor captura biológica de carbono, es imperativo realizar todas las practicas que lleven a una mayor  captura, fijación y precipitación de carbono como es la protección de bosques, el uso de coberturas, la reforestación y el mantenimiento de la microbiota del suelo. Se estima que la selva Amazónica no intervenida es el ecosistema que mayor  cantidad de C captura con un valor de 305 t/ha, el 28% del cual se encuentra en el suelo en forma de hojarasca y humus. La roza, tumba y quema contribuye con cerca de 60 por ciento de la deforestación tropical. Este tipo de agricultura es llevada a cabo por 300 a 500 millones de pequeños agricultores en los trópicos para su subsistencia. La magnitud de las pérdidas posteriores del carbono que queda en el suelo dependerán del tipo de uso del suelo que reemplace la cobertura forestal. Bajo las condiciones de la labranza convencional, la pérdida de carbono será considerable,

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como se mencionó anteriormente (40 a 50 por ciento en unas pocas docenas de años) con un alto nivel de liberación del mismo durante los primeros cinco años. Estas pérdidas son debidas sobre todo a la labranza (FAO, 2002). La tabla tabla 5, muestra las cantidades de Carbono que pueden ser capturadas de acuerdo al tipo de manejo que se realice. Tabla 5. Principales efectos de las prácticas de manejo o de uso de suelos sobre la captura de carbono t C/ha/año). Zonas áridas y tropicales (de Lal, 1999) 

Fuente: FAO, 2002

Finalmente, recordaremos que el suelo es un sistema vivo en donde muchos otros sistemas coexisten formando bucles de retroalimentación, transformándose y retroalimentándose unos a otros unos a otros a fin de mantener el equilibrio dinámico del sistema suelo. La figura 40, muestra como se entretejen los ciclos del carbono, de la materia orgánica, el fósforo y el azufre dentro del ecosistema terrestre y de cuyo equilibrio depende el sostenimiento de la vida en la tierra.

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Figura 40. Ciclaje de C, N, P y S en materia orgánica y sustancias húmicas del suelo  Autor: (Siqueira,1988)

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Lección 10. Calidad del Suelo Se considera que el suelo es un “Sistema Vivo” con componentes e interacciones

entre esos componentes que generan unos atributos emergentes (salidas del sistema). Esos atributos emergentes se traducen en Fertilidad, Resiliencia, Salud y Calidad del suelo. Fertilidad del suelo: Es la capacidad del suelo de suministrar todos los nutrientes que requieren las plantas para su crecimiento y que es producto de las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo. Resiliencia: Es la capacidad del suelo de revertirse a un estado de equilibrio parecido al estado original, después de haber sido sometido a fuerzas disturbadoras, una vez estas desaparecen. Esas fuerzas disturbadoras pueden ser  tala y quema, procesos erosivos, labranza del suelo, contaminación, empobrecimiento químico, entre otros. Salud del suelo: Implica la estabilidad de cada organismo en su entorno y en relación a los demás. Un suelo es saludable en la medida en que alberga a una microbiota también saludable, permite el desarrollo de plantas saludables y no presenta niveles de sustancias y /o elementos tóxicos. Calidad del Suelo: El Instituto de la Calidad del Suelo (Soil Quality Institute, SQI) del Servicio de Conservación de Recursos Naturales (NRCS) del USDA (SQI, 1999), define la calidad del suelo como “la capacidad que tiene un tipo específico de suelo de llevar a cabo una serie de funciones básicas en él como mantener la productividad biológica, regular los flujos de agua y de solutos, amortiguar la contaminación y almacenar y circular nutrientes”.

Doran y Parkin (1994) citados por Mariscal (2008) definen la calidad del suelo como : “capacidad del suelo para funcionar dentro de un ecosistema manteniendo la productividad biológica, preservando la calidad del medio ambiente y promoviendo la salud de las plantas y animales”. Involucra la permanencia o perdurabilidad de estas condiciones- a largo plazo - y la ausencia de impactos negativos sobre los recursos naturales y el ambiente (Sánchez de Prager, 2006).

10.1 Indicadores de Calidad del Suelo Para evaluar dicha capacidad se han seleccionado unos indicadores que son, básicamente, conjuntos de propiedades que condicionan un comportamiento. Hay indicadores visuales, indicadores físicos, indicadores químicos e indicadores biológicos. Los indicadores visuales pueden mostrar el efecto de ciertos procesos que estén afectando un área importante de terreno, como por ejemplo, la

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acumulación de sedimentos como consecuencia de algún proceso geomorfológico de sedimentación. Los indicadores físicos se relacionan con el arreglo de las partículas del suelo y definen limitaciones para el crecimiento de las raíces, para la germinación de las semillas o para el comportamiento del agua en el suelo. Los indicadores químicos se relacionan, fundamentalmente, con los procesos que tienen que ver con el suministro de nutrientes a las plantas y es lo que tradicionalmente se ha llamado “fertilidad del suelo” y, los biol ógicos, con el contenido y actividad de organismos que viven en el suelo y su interacción con las plantas.  A continuación se esquematizan las Características del suelo y los procesos que afectan la calidad del suelo, ligados a ellas: a) Características Mecánicas Propiedades -

Procesos

Textura Estructura Porosidad

- Compactación - Sellamiento - Infiltración -Escorrentía Factores -Clima - Génesis - Pendiente

b) Características Hidrológicas Propiedades -

Retención de humedad Drenaje Propiedades de Transmisión

Procesos -Humedad - Encharcamiento - Nivel freático

Factores - Textura y estructura - Clima (Precipitación) - Relieve - Presencia de Hard pan

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c) Características Térmicas Propiedades - Color - Capacidad calorífica - Conductividad térmica

Procesos - Descomposición MOS - Respiración microorganismos - Denitrificación - Escorrentía

Factores -Clima - H° y T° - Flujos térmicos d) Características Biológicas Propiedades - Contenido de MOS - Estabilidad agregados - Microorganismos - Reserva de nutrientes - Fertilidad

Procesos - Respiración - Mineralización de MOS - Cementación - Bioagregación - Suelo supresivo

Factores -Formaciones vegetales - H° y T° - Manejo La actividad microbiana del suelo medida en términos de cantidad y diversidad de microorganismos, respiración, actividad enzimática, son indicadores de la salud del suelo. La biomasa del suelo es equivalente al potencial de energía química en forma de Carbono que permite el establecimiento de cadenas tróficas y alimenticias. e) Características químicas Propiedades - pH - Acides Total

Procesos Factores - Aluminio intercambiable - Saturación de Base - Humedad del suelo

Transformación de nutrientes Absorción- desorción Acidificación Eluviación Calcificación Salinización

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Propiedades - C.I.C - C.E

Procesos -

Lixiviación Osmosis - Difusión Absorción de nutrientes Fijación – inmovilización de Nutrientes - Ciclaje de nutrientes

-

Factores Aluminio intercambiable Saturación de Bases Humedad del suelo Contenido de MOS

La Fertilidad del Suelo es un atributo emergente reflejado en calidad del suelo. Puede definirse como la sumatoria de aptitudes físicas, químicas y biológicas de un suelo que se manifiestan producción. No obstante todo lo anteriormente expuesto es necesario aclarar que el término “Calidad del suelo” es relativo, y debe definirse en términos de la pregunta

¿Calidad para qué? Para un ingeniero agrónomo un suelo compactado indica una mala calidad del suelo, mientras que para un ingeniero civil que desea construir un edificio, significa un suelo de buena calidad. Si lo que se desea es reforestar un área de protección la calidad del suelo será diferente a si se quiere desarrollar un cultivo intensivo de tomate. La disminución en la calidad del suelo se evidencia por: -

Presencia de procesos de erosión severa Incremento en la compactación y encostramiento Reducción de la infiltración del agua Cambios adversos de pH Contaminación por polución Salinización Reducción de la biomasa del suelo Reducción de la capacidad productiva

El exceso de nitrógeno (por exceso de fertilizantes nitrogenados y materias orgánicas adicionadas) puede inhibir la agregación del suelo al decrecer la producción de polisacáridos durante la descomposición de los residuos orgánicos. La actividad microbiana se ve afectada por la contaminación con metales pesados y la persistencia de compuestos orgánicos xenobióticos polucionantes

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(plaguicidas hidrocarburos con diversos grupos sustituidos). Por lo tanto en presencia de estos compuestos, disminuye la rata de mineralización de C, N, S, P, disminuye la fijación de N atmosférico y la respiración del suelo. El primer cambio que se evidencia en un suelo contaminado por metales pesados es la variación de pH que es muy difícil de revertir. Estos contaminantes pueden alcanzar niveles de concentración que provocan efectos negativos en las propiedades físicas, químicas y biológicas como: reducción del contenido de materia orgánica, disminución de nutrimentos, variación del pH generando suelos ácidos, amplias fluctuaciones en la temperatura, efectos adversos en el número, diversidad y actividad en los microorganismos de la rizósfera, dificultan el crecimiento de una cubierta vegetal protectora favoreciendo la aridez, erosión del suelo, y la dispersión de los contaminantes hacia zonas y acuíferos adyacentes y como consecuencia aumenta la vulnerabilidad de la planta al ataque por insectos, plagas y enfermedades, afectando su desarrollo (Zhang et al ., 2000 citado por Sierra, 2006). La materia orgánica puede adsorber tan fuertemente a algunos metales, como el Cu, quedando en forma no disponible por las plantas, motivo por el cual, algunas plantas crecidas en suelos ricos en materia orgánica, presentan carencia de elementos como el Cu, Pb y Zn, eso no significa que los suelos no estén contaminados ya que las poblaciones microbianas se reducen notablemente. La textura favorece la entrada e infiltración de la contaminación de metales pesados en el suelo, por ejemplo la arcilla tiende a adsorber a los metales pesados, que quedan retenidos en sus posiciones de cambio, por el contrario los suelos arenosos carecen de capacidad de fijación de los metales pesados, los cuales pasan rápidamente al subsuelo y pueden contaminar los niveles freáticos (Pineda, 2004 citado por Sierra, 2006). El suelo debe observarse y manejarse como un Todo organizado, como un sistema vivo en donde todos los componentes están interrelacionados y en donde cualquier tipo de manejo, por simple que parezca, trae consecuencias sobre todo el sistema que se verán reflejadas en sus propiedades emergentes.

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CAPITULO 3: ATRIBUTOS EMERGENTES DEL SISTEMA SUELO Gaia es una e ntidad compleja que implica a la biosfera, atmósfera, océanos y tierra; constituyendo en su totalidad un sistema cibernético o retroalimentado que busca un entorno físico y químico óptimo para la vida en el planeta. James Lovelock 

INTRODUCCIÓN Fred Magdoff define un suelo sano de buena calidad como aquel en el que se pueden obtener cultivos, sanos y de alto rendimiento, con un mínimo de impactos negativos sobre el medio ambiente. Es un suelo que también brinda propiedades estables al crecimiento y salud de los cultivos haciendo frente a condiciones variables de origen humano y natural (principalmente las relacionadas con el clima). Los factores que determinan la calidad del suelo son esencialmente “atributos emergentes” del sistem a, son propiedades que influyen sobre el crecimiento y

productividad de los cultivos. Muchas de esas propiedades son aspectos diferentes a la fertilidad como por ejemplo el encostramiento, el sellamiento de la capa superficial del suelo, la salinidad o la acidificación extrema. Muchas de las propiedades de los suelos utilizados para agricultura son heredadas del estado natural. Algunas como la textura , la profundidad de capas cementadas o hard pan , la salinización, procesos de erosión acelerada, se pueden modificar a costos de tal envergadura que se hace imposible, en la mayoría de los casos. Sin embargo, casi todas las propiedades del suelo son influidas hasta cierto grado por la forma en cómo éste se maneja y de la elección de los futuros cultivos.

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA  – UNAD Escuela de Ciencias Sociales, Artes y Humanidades Contenido didáctico del curso Metodología del T rabajo Académico Tabla 6. Índices de calidad del suelo

 Autor: Magdoff,A. ( 2004)

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Lección 11. Fertilidad Se considera que un suelo es fértil, cuando sus características químicas y físicas permiten obtener un buen rendimiento de cultivo y una excelente calidad de producto. Sin embargo, como ya hemos visto en las lecciones anteriores, las características físicas, químicas y biológicas de un suelo depende de muchos otros factores y condicionantes como el material parental, clima, cobertura vegetal, microorganismos del suelo y manejo. 11.1 Carbono, MOS y Nitrógeno La fertilidad natural del suelo está asociada al nivel de Carbono orgánico que a su vez se asocia al contenido de MOS y a la dinámica de mineralización. Estos dos ciclos condicionan la disponibilidad de todos los elementos necesarios para el crecimiento de las plantas. El contenido de C en el suelo decrece con el tiempo dependiendo del tipo de manejo. Solo en ecosistemas de bosque natural los contenidos de C y MOS se mantienen constantes gracias al ciclaje de la materia orgánica. La figura 40 muestra la forma en que decrece el COS en el tiempo de acuerdo a diferentes tipos de manejo.

Figura 41. Cambios en los contenidos de COS en el tiempo bajo diferentes tipos de manejo. Fuente: Acevedo, E. (2003).

Mientras que los contenidos de C y MOS disminuyen al haber un menor aporte de residuos sobre los campos de cultivo ya que la mayor cantidad de biomasa se exporta en forma de cosecha, la rata de mineralización de materia orgánica continúa de forma constante porque depende sobre todo del clima. Si la microbiota

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del suelo sigue trabajando a un ritmo más o menos constante, la reserva de MOS del suelo disminuye con el tiempo pues la rata de mineralización es mayor que la rata de acumulación. La pérdida de N es descrita matemáticamente según Salter y Green, 1933 (citados por Stevenson,1982) como: N = No Kto ∂ N = -rN ∂t donde: No = contenido inicial de N. K = fracción de N remanente después de un simple año de cultivo. r = tasa anual de pérdida de N. t = tiempo La disppnibilidad de N tambien varìa de acuerdo con el tipo de labranza. El N-NO 3 incrementa su disponibilidad bajo sistemas de labranza tradicional y disminuye en condiciones de labranza cero en donde al quedar los residuos de cosecha en superficie tardan mas tiempo en descomponerse y mineralizarse. LT : Labranza tradicional CL: Cero labranza ML: Labranza mínima

Figura 42. Variación del contenido de N-NO3 del suelo a través del tiempo bajo diferentes tipos de labranza (Acevedo, 2003).

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Figura 43. Disminución del N disponible respecto al tiempo en suelos cultivados (Acevedo, 2003).

11.2 C.I.C La C.I.C se incrementa en la medida en que el contenido de MOS es mayor y el pH se encuentra en valores ligeramente ácidos o tendientes a la neutralidad. El humus presenta cargas eléctricas capaces de atraer iones al igual que las arcillas. Posee también capacidad amortiguadora de pH. Del 20 al 70% de la CIC de muchos suelos (por ej. Molisoles) es causada por sustancias húmicas coloidales. En suelos muy ácidos, la relación es inversa y la CIC tiende a decrecer en la medida que hay mayor cantidad de MO. Esto puede deberse a una baja rata de mineralización, posiblemente influida por condiciones anegadas.

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Figura 44. Relación entre MOS y C.I.C efectiva a tres niveles de pH en suelo del Serrado, Brasil. Tomado de López, 1983 por Burbano, 1989.

La C.I.C determina la capacidad de un suelo para adsorber y ceder nutrientes de y hacia la solución del suelo, por lo tanto se considera que un suelo fértil debe poseer valores cercanos y superiores a 20 meq/100 gr de suelo.

11.3 Disponibilidad de Fósforo El fósforo del suelo es en parte de origen orgánico. Se asume que entre un 15 y hasta un 80% del P se encuentra en forma orgánica. Se considera que es un recurso NO renovable ya que los yacimientos minerales son limitados y los más grandes se encuentran en el lecho marino producto del guano de aves y peces por  lo que resulta difícil de aprovechar. El contenido total de P del suelo depende de:  Heterogeneidad de las rocas parentales, desarrollo de los suelos.  Textura : Las texturas más finas proveen un mayor el contenido de P  Profundidad La tabla 7 muestra como los suelos del Orden Molisol, con alto contenido de MOS presenta las mejores características de pH y P total mientras que los oxisoles con pH fuertemente ácido y bajos contenidos de MOS presenta el menor contenido de P total.

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Tabla 7. Distribución de las fracciones de fósforo total (ppm) en la capa arable de algunos suelos venezolanos con relación a su grado de meteorización. Sánchez,1981. Serie

Orden

Chispa Maracay Paya Guataparo

Molisol Entisol  Alfisol Oxisol

CIC (meq/ 100g) 100 127 50 18

pH

Total

orgánica

Ca-P

Al- P

P-Fe

6.9 5.9 5.0 4.8

692 298 144 59

235 79 85 11

70 88 3 0

33 20 14 2

43 33 19 17

El fosforo orgánico se encuentra en forma iónica como H 2PO4- y al mineralizarse repone el P a la solución del suelo. El fosforo inorgánico se encuentra como ortofosfatos HPO4-- y es fuente de alimento para los microorganismos. El fósforo inorgánico se encuentra en forma de Fosfatos de Ca, Fe y Al, insolubles. En suelos poco evolucionados predominan los fosfatos de calcio un poco más solubles, mientras que en suelos muy evolucionados el fósforo se encuentra unido al hierro y al aluminio. El fosforo del suelo es poco móvil. Gran parte queda adsorbido a las partículas de limo, arcilla y materiales amorfos como la alófana de suelos volcánicos. Otro porcentaje queda ocluido (inmóvil) rodeado de un revestimiento inerte de otro material que evita la reacción de los fosfatos de Fe y Al con la solución del suelo. El fosforo fijado y ocluido no es disponible para las plantas. Se estima que solo un 30% o menos del fósforo total es disponible para las plantas y de igual forma solo el 30% del fósforo contenido en los fertilizantes fosfatados es aprovechado por las plantas, el restante es fijado por los coloides del suelo. Esto implica que todas las prácticas que conduzcan a mantener el horizonte orgánico del suelo, a proveer un suministro adecuado de materia orgánica y a mantener la biota del suelo activa, son las mejores estrategias para mantener un suministro de P disponible en la solución del suelo.

11.4 Bases cambiables y elementos menores El contenido de microelementos en el suelo, depende de la constitución de las rocas y las variaciones en las cantidades totales son mucho mayores que para los Macroelementos, pudiendo variar en órdenes entre 1 y 1000 y frecuentemente entre 1 y 100 ppm dependiendo del origen del suelo y de los procesos y factores de formación. En general los suelos de fracciones finas (arcilla y limo) son más ricos en microelementos que suelos de fracciones gruesas (arena).

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Sin embargo, los microorganismos del suelo, sus exudados y los exudados de las raíces juegan un papel fundamental en la disolución de esas rocas que hace posible que los cationes pasen a la solución del suelo. De otra parte, la materia orgánica es la encargada de quelatar los iones metálicos y hacerlos disponibles para las plantas, pero solo hasta cierto punto. Suelos con mayores contenidos de materia orgánica presentan mayores contenidos de microelementos hasta niveles de 5 a 7% de MO. Luego, disminuye debido a que la densidad aparente del suelo disminuye en comparación con un suelo mineral y por  tanto el contenido será menor con relación al volumen total de suelo. Los aportes de microelementos como fertilizantes y la extracción por parte de los cultivos son menos influyentes que el aporte de la roca madre en el contenido total de microelementos en el suelo. Durante los procesos de formación de las rocas, las moléculas de los minerales se reorganizan y dan origen a diferentes tipos de minerales secundarios.

Figura 45. Formación de minerales secundarios y sus componentes  Autor: S. Gómez, 2007

La tabla 8 muestra los diferentes tipos de material parental y los elementos que aportan en mayor cantidad.

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA  – UNAD Escuela de Ciencias Sociales, Artes y Humanidades Contenido didáctico del curso Metodología del T rabajo Académico Tabla 8. Fuentes de elementos secundarios y menores Elemento Potasio

Compuesto Mayor contenido ígneas

en

rocas

K+ Calcio

Minerales °Cenizas , °Feldespatos : ortoclasa °Micas: biotita, muscovita , °Silicatos °Arcillas: Ilita, Vermiculita

Rocas calizas: 30-40%

°Feldespatos: Plagioclasa

Materiales aluviales: 2a 7 %

°Piroxenos: Augita

++

Ca

°Anfiboles , °Micas: Biotita °Carbonatos , °Sulfatos: Yeso °Fosfatos: Apatitas

Magnesio

Rocas sedimentarias ++

Mg

°Dolomita , °Magnesita °Silicatos menor resistencia a meteorización : Piroxenos , Olivino, Anfiboles ,  Arcillas: Vermiculita, Ilita °Sulfatos , °Carbonatos

Boro

Cobre (Es excluido de los compuestos silicatados) Hierro

Manganeso

Molibdeno Zinc

Boratos hidratados Boro silicatos Materia orgánica Sulfuros simples Sulfuros complejos Oxidos Carbonatos Oxidos Sulfuros, Sulfatos Carbonatos Materia orgánica Oxidos simples Oxidos complejos Carbonatos Silicatos Sulfuros Molibdatos Sulfuros Carbonatos Silicatos Materia orgánica

Rocas ígneas, Sedimentos marinos, rocas sedimentarias: Bórax , Turmalina Micas Calcocita Cu2S Calcopirita CuFeS Cuprita Cu2O Malaquita Hematita Fe2O3 Pirita Fe2S Siderita FeCO3 Jarosita Manganita MnO.OH Braunita Rodocrosita MnCO3 Rhodonita MnSiO3 Molibdenita MoS Powelita Ca. MoO4 Esfalerita ZnS ZnCO3 Willemita Zn2SiO4

Las deficiencias de estos nutrientes en la solución del suelo provoca desbalances nutricionales en las plantas los cuales la mayoría de las veces se corrigen mediante la aplicación de fertilizantes. No obstante, antes de aplicar cualquier  enmienda o abono es necesario detectar cual es la causa de la indisponibilidad de cada nutriente. Muchas veces, mediante prácticas culturales como drenaje, aplicación de riego, activación de la microbiota del suelo o aporte de materia orgánica es posible mejorar la disponibilidad de éstos elementos.

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA  – UNAD Escuela de Ciencias Sociales, Artes y Humanidades Contenido didáctico del curso Metodología del T rabajo Académico Tabla 9. Causas de No disponibilidad de elementos en la solución del suelo Elemento

Causa

K

Suelos pobres, drenaje excesivo ,sequía, suelos orgánicos, arcillas.

Ca y Mg

Suelos ácidos,intemperizados,cenizas, drenados de regiones húmedas,orgánicos.

B

Lixiviación, pH ácido, contenido bajo de MO , exceso de Ca, contenido de arcillas

Mo

Lixiviación, pH ácido, cenizas, bajo contenido de P

Fe, Cu, Zn y Mn

Suelos pobres, secos, pH básico, acción complejante de alofana sobre la MO en suelos derivados de cenizas, bajas T° (absorción por actividad metabólica).

La fertilidad del suelo no solo se ve afectada por la deficiencia de elementos sino también por exceso de metales que pueden ser tóxicos para las plantas. El Fe y Mn resultan tóxicos por su alta disponibilidad en suelos ácidos bajo condiciones inundadas El Cu y Zn resultan tóxicos a pH ácido por acomplejamiento con ácidos Fúlvicos y húmicos que los hacen muy solubles y disponibles para las plantas. El B resulta tóxico a pH fuertemente ácido y el Mo a pH básico.

11.5 Manejo de Suelo y disponibilidad de nutrientes El manejo del suelo y el aporte de materia orgánica son decisivos en los procesos de pérdidas y ganancias de éstos elementos. Golley et al (1978), reportaron en estudios realizados en suelos de Santa Fe de Panamá, con 1900mm de lluvia anual durante 220 días, que hay aportes importantes de K,Ca,Mg,Na,Fe,Cu,Zn,Mn,P por lavado de hojas y troncos de la vegetación. Ellos compararon el total de estos elementos en un Campo abierto y en un ecosistema de bosque. Los resultados fueron los siguientes: Campo libre: 114.6 Kg/Ha/año Bosque: 688.4 Kg/Ha/año 543.5 Kg Restos Vegetales 30.3 Kg por lavado de hojas y troncos Pérdidas por escorrentía 265 kg/ Há/año Pérdidas por erosión 138 Kg/ Há /año Suarez de Castro & Rodriguez (1962), en suelos de Chinchiná- Colombia, con 2700mm de lluvia anual, reportaron los siguientes datos de pérdidas de nutrientes en sus investigaciones acerca de pérdida de fertilidad por procesos erosivos:  Suelos desnudos: Se pierden 235 Kg K, 983 kg Ca, 268 Kg Mg por  Hectárea /año

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Cobertura Añil: Se pierden 101 kg K, 714 Kg Ca, 178 Kg Mg por Hectárea / año Café en terrazas y coberturas nobles: Se pierden 1.1 Kg K, 2 Kg Ca, 2,1 Kg Mg Hectárea / año

Los procesos de tala y quema también causan profundas modificaciones en el ciclaje de estos elementos. En la dinámica de K, Ca, Mg, la Materia orgánica viva (cobertura), muerta y el Humus, tienen un papel fundamental en los procesos de pérdidas. Inicialmente, después de la quema, los contenidos de éstos elementos se incrementan, pero por efectos de lavado y erosión, las perdidas llegan a la mitad y hasta a la cuarta parte de esos contenidos después de un año. Suarez de Castro et al , encontraron que en suelos de Chinchiná- Colombia, con 2700mm de lluvia anual y pendientes entre el 3 y 10 %, después de la quema de la vegetación natural, hubo un aumento en los contenidos así: Ca: 1.52 a 1.82 meq/100 gramos Mg: 0.6 a 0.8 meq/100 gramos K: 0.19 a 0.55 meq/100 gramos Un año después la disminución de los contenidos llegó a la mitad para Ca y Mg y hasta la cuarta parte para K. Estos datos demuestran la importancia de mantener una cobertura permanente sobre el suelo que evite el arrastre de sedimentos por efecto de la escorrentía y el viento. Toda practica que lleve a mantener un suelo desnudo, irá en detrimento de su fertilidad natural. El encalado es otra práctica agrícola de uso frecuente. Se utiliza para balancear  los contenidos de Ca ++ y Mg ++ y para neutralizar el Al++ cuando éste se encuentra en cantidades superiores a 1,5meq/100 gr. En cualquiera de los casos, el aporte de cales lleva a un incremento en el valor del pH. Cuando la adición de estas enmiendas se hace de forma indiscriminada, puede traer consecuencias negativas tales como:  Aumento en la fijación de Fósforo y Molibdeno. El Ca y el P se unen formando fosfato de Calcio que precipita.  Disminución actividad microbiana y por ende una menor mineralización  Toxicidad de Hierro , Aluminio, Manganeso que quedan disponibles al aumentar el pH  Deficiencias de elementos menores que son disponibles a pH ácido.

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Los microorganismos juegan un papel fundamental en la solubilización de minerales que de otra manera no cederían los iones a la solución del suelo. Por lo tanto todas las prácticas que llevan a mantener una microbiota activa, conducen a una mayor disponibilidad de elementos secundarios y menores. La tabla 10 incluye los microorganismos que intervienen en la solubilización de minerales. Tabla 10. Microorganismos solubilizadores de minerales Microorganismos

Compuestos

Penicillium

Fosfatos

 Aspergillus niger  Thiobasillus

Transformadores de azufre

Ferrobacillus

Transformadores de hierro

 Aspergillus,Botrytis,

Degradación de Biotita,Muscovita,

Cephalosporium,Fusarium,

Vermiculita y Olivino

Mucor,Trichoderma, Penicilliun

El mantener un suelo sano, con buen contenido de MOS y una microbiota sana, diversa y activa, se ve reflejado en una mayor solubilidad y disponibilidad de nutrientes minerales, en una mayor productividad y en una mayor probabilidad de mantener la sostenibilidad del agroecosistema.

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Lección 12: Degradación química del Suelo: Salinización Se considera que un suelo es salino cuando contienen suficiente cantidad de sales como para afectar el crecimiento de las plantas. Una Conductividad eléctrica (C.E) mayor de 2 dSm/m en extracto de saturación, indica problemas de salinidad. Existen dos tipos de sales, las sales solubles y las no solubles. Las sales solubles: corresponden a cloruros de Na, Ca y Mg. Los Nitratos  – NO3 rara vez se acumulan. Se disocian 100%, son 100% solubles y provocan un incremento en la C.E del suelo, non provocan cambios de pH. Las sales no solubles: como los sulfatos, fosfatos, carbonatos y bicarbonatos, no disocian. Por el contrario es necesario que se produzca una reacción de hidrólisis que libere al ion metálico. Al ocurrir la hidrólisis, se liberan iones  – H y  –OH y provocan entonces cambios en el pH del suelo. Los suelos sulfatados ácidos presentan ambas condiciones, valores muy bajos de pH del orden de 2 - 3 y valores muy altos de C.E. Las plantas que crecen en suelos salinos no pueden tomar K y Ca de la solución del suelo por que dejan ingresar Na y Cl tratando de balancear la presión osmótica. El Na entra en lugar de K y el Cl en lugar de P 2O5. Los microorganismos reducen su actividad, se reduce la fijación simbiótica de N y hay pérdida de NO3 por lavado. 12.1 Factores formadores de suelos salinos Los factores más influyentes en la formación de suelos salinos son la temperatura, el relieve, el material parental y el factor tiempo. Temperatura y Precipitación: La evaporación sucede cuando la alta radiación agota el agua del aire y por lo tanto merma la energía del agua atmosférica. Al haber un gradiente de energía entre los sistemas suelo- atmosfera, el suelo sede la humedad a la atmosfera. A su vez, el agua profunda del suelo  junto con iones disueltos sube a la superficie por capilaridad. Al llegar a la superficie es evaporada y las sales quedan en la superficie en forma de costra. En los desiertos, debido a la baja precipitación, no hay agua que pueda lavar las sales que se forman por el proceso normal de meteorización de las rocas. Los suelos salinos son por lo general de colores claros, duros, no hidratados, con valores altos de densidad aparente. En climas húmedos, hay una menos probabilidad de que un suelo se vuelva salino debido a la lixiviación de los iones por el agua lluvia. La descomposición de los minerales en el suelo depende de su solubilidad y la cantidad de sales solubilizadas depende de la cantidad de CO2 presente en la

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atmosfera del suelo. El CO 2 se acumula en la zona de raíces y forma Carbonatos y bicarbonatos. Cuando predominan los bicarbonatos los suelos tienden a ser  sódicos. Relieve: En suelos pendientes no se originan suelos salinos debido a que hay escorrentía en superficie que lava las sales. El agua se acumula en las zonas en donde hay cambios de inclinación del relieve, por lo tanto, los suelos salinos se forman en terrenos planos y cóncavos de valles. Material parental: Las rocas ígneas básicas como los minerales ferromagnesianos dan origen a suelos salinos, mientras que las rocas ígneas ácidas como los cuarzos, no contienen sales y por lo tanto los suelos derivados de ellas no tendrán tendencia a la salinización natural. Por ejemplo, las rocas del escudo terrestre de las Guayanas y los suelos diamantíferos, son cuarciticas y nunca darán origen a suelos salinos. Tiempo: El suelo no es estático. Por el contrario, es un sistema en permanente evolución. Sin embargo, dependiendo del relieve, de la zona y de la edad, la dinámica de formación puede ser más o menos rápida. Los suelos de la zona Andina son muy variables. En ellos se dan cambios en periodos de tiempo cortos a diferencia de los suelos continentales que son muy estables. Por ello, los suelos de las cordilleras difícilmente llegarán a ser salinos porque no dan lugar a procesos de acumulación.

12.2 Suelos Salinos Los suelos salinos contienen cantidades apreciables de yeso( Ca SO 4.2H2O) y los carbonatos solubles siempre están ausentes. El pH es menor de 8,2. El exceso de sales proporciona buenas características de fertilidad pero cuando estos suelos se lavan con aguas de baja concentración de iones, las partículas tienden a dispersarse causando baja permeabilidad. Las plantas afectadas por sales presentan una coloración verde azulosa. Si la salinidad es ocasionada por  Cloruros, las plantas se presentan suculentas. Recuperación y Manejo:  Raspado: Métodos mecánicos orientados al rompimiento de costras  Inundación: Para lavado superficial. Sin embargo es muy poco efectivo.  Lixiviación: Consiste en la aplicación de agua en superficie hasta que se infiltre y arrastra las sales a través del perfil hasta el drenaje natural del suelo por donde pueden ser evacuadas. Es un método muy costoso y funciona mejor cuando el contenido de humedad del suelo es bajo y el nivel freático profundo. No se aconseja hacerlo en meses cálidos por que hay mayor EVT.  Aplicación de enmiendas: Los suelos salinos están dominados por sales solubles como el NaCl, por lo tanto el simple lavado es suficiente para bajar  la RAS, produciéndose desalinización y desodificación al mismo tiempo. En

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esta situación con una RAS alta no es necesario aplicar enmiendas como Yeso para acelerar el proceso. La función del yeso es la de mantener un mayor flujo de agua atravesando el perfil del suelo al mantener un suministro continuo de calcio soluble en el agua de lavado. Su función es mejorar la infiltración. Por lo tanto, en suelos con buena capacidad de infiltración, no es necesario aplicar yeso antes de hacer el lavado.  Drenaje: Cuando se aplica riego a los cultivos es necesario garantizar que la profundidad de la tabla de agua está entre 1,5 a 3 m dependiendo de las características del suelo, la profundidad de raíces y el contenido de sales del agua subterránea. Por tanto, es necesario asegura el drenaje en profundidad en especial si hay otros impedimentos en profundidad como roca, hard pan, arcillas o cambios texturales.  Riego: en suelos salinos cuando el agua de riego disponible es también alta en sales, es preferible realizar riego por goteo. El goteo proporciona un bulbo húmedo en la zona de raíces y crea una zona de seguridad restringiendo la acumulación de sales lejos del área de absorción. Cuando se utilizan otros sistemas de riego , es necesario calcular un volumen adicional de riego denominada Agua de lavado cuya finalidad es circular por  el perfil y arrastrar las sales.  Nivelado de terreno: Puede dejar expuestas capas salinas o forman perfiles sub superficiales. Produce el mismo efecto que la labranza.

12.3 Suelos sódicos Los suelos sódicos se originan por:  Existencia de un nivel freático tan cercano a la superficie que puede influir  en los procesos químicos del perfil  Existencia de agua del suelo o de riego rica en bicarbonatos y Na  Mal drenaje La saturación de Na crea impermeabilización de los horizontes arcillosos incrementando la salinidad del perfil. El Na se convierte en el ion dominante por la baja solubilidad de los carbonatos de Ca y Mg. La reducción de sulfatos en suelos saturados (anegados) puede contribuir a la formación de suelos sódicos en la medida en que se forme Na 2O3 el cual se reduce si existe humedad. Los microorganismos también provocan la reducción de sulfatos siempre y cuando haya una reserva de MOS que les provea de energía. Así los suelos sulfatados ácidos se originan en ambientes con abundante cantidad de MO, en ambientes saturados y en presencia de altas concentraciones de sulfatos. Los suelos sódicos presentan un porcentaje de saturación de sodio (PSI) > al 15% de la C.I.C y una relación de absorción de sodio (RAS) entre 10 y 20. La C.E.

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siempre es menor de 4 dS/m y el pH mayor o igual de 8,2 pudiendo llegar a valores de 10,5. Se presenta dispersión y disolución de MOS que puede ser llevada a la superficie por evaporación formando costras oscuras en superficie. El pH aumenta y la disponibilidad de nutrientes disminuye, se forma Na 2CO3 que afecta la absorción de P, Fe, Mn, Zn. El Na, Mo y B se acumulan hasta niveles tóxicos.

Recuperación y Manejo: Enmiendas: Es necesario remover el exceso de Na + y remplazarlo por Ca ++. Par  ello se utiliza yeso y CaCl que tienen calcio soluble. También se utilizan ácido sulfúrico, sulfato de hierro, sulfato de aluminio, sulfato de calcio o pirita. Entre más soluble es el compuesto más rápido actúa en el lavado de sales y más costosas resultan. La cantidad que se aplica depende de la cantidad de Na que se desee sacar del sistema y de los factores físicos propios del suelo como textura, mineralogía y profundidad a la que se desea llegar. Por cada mol de Na/ 100 g suelo se requiere una mol de Ca. Las reacciones químicas que se suceden al aplicar yeso y que permiten el lavado de sales, se muestran a continuación:

Cuando se adiciona azufre, cuya acción es más rápida, las reacciones son las siguientes:

Las enmiendas azufradas requieren que en la primera etapa actúen los microorganismos del suelo, es decir que el proceso pasa por una etapa biológica. Después de lavar las sales, las labores de recuperación son similares a las utilizadas para recuperar suelos salinos y consisten en adicionar MO, plantar  especies tolerantes como la alfalfa y trébol que soportan ambientes salinos y que con la acción de sus raíces van mejorando la agregación de las partículas. Luego

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pueden ser también incorporados como abono verde mejorando la porosidad y estructura.

12.4. Suelos Alcalinos, Calcáreos y Magnésicos Los suelos Alcalinos presentan elevados contenidos de metales alcalinos o alcalinotérreos como Na, Ca, Mg y K y valores de pH mayores de 7.0. Los suelos calcáreos tienen contenidos muy altos de carbonatos de Ca y Mg y tienen un pH mayor de 8.4. Presentan reacción de efervescencia al contacto con HCl. Los suelos magnésicos tienen muy alta saturación de Mg que dispersa las arcillas y la MOS y daña la estructura y las propiedades hídricas del suelo. En Egipto para recuperar suelos magnésicos, inundan con agua de mar durante 25 años hasta que el Na lava todo el Mg , destapa los poros y comienza agregar  nuevamente las partículas. Posteriormente drenan y lavan con agua dulce los excesos de Na. Este resulta un método factible solo para suelos costeros. 12.5 Caracterización de la salinidad en los suelos de las Regiones Colombianas Amazonia: Son suelos derivados de cuarzos y óxidos, con muy bajos contenidos de minerales, por lo tanto muy poco fértiles. Nunca van a derivar en un suelo salino. Unido a ello el clima es muy húmedo por lo que constantemente se dan procesos de lavado y lixiviación. Son suelos que solo pueden mantener su fertilidad natural bajo ecosistema de bosque. Cuando se instalan praderas bajo el sistema de la tala, la alta radiación quema la MOS y se agota la reserva de humus. En ese momento dejan de ser sostenibles. Orinoquía y Región Caribe: Poseen un régimen de lluvias unimodal muy intenso, con precipitación por encima de los 2000mm al año. El segundo semestre del año solo caen 200 mm. Son suelos áridos, derivados de óxidos, pobres, poco fértiles y no salinos debido al lavado excesivo de sales durante el semestre lluvioso. Laderas Andinas: Son suelos derivados de silicatos ácidos (sedimentos), con un régimen de lluvias bimodal, con precipitaciones de alta intensidad y poca frecuencia. El agua se concentra, cae de forma fuerte por lo que lava, arrastra, compacta y no penetra, causando erosión. Las cenizas volcánicas colombianas son de reacción ácida, por lo tanto no hay probabilidad de que en éstas condiciones se generen suelos salinos. Eje Cafetero: Presenta lluvias de lata frecuencia y alta intensidad. Son suelos derivados de cenizas ácidas, con alta C.I.C., alta capacidad de retención de agua y baja saturación de bases. La pendiente y las lluvias frecuentes favorecen el lavado , por lo que nunca darán origen a suelos salinos.

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Valle del Magdalena (Huila y Tolima): Son suelos fértiles con C.I.C alrededor de 10 meq/100 gr de suelo, originados de silicatos ácidos. Sin embargo el clima es muy árido y el relieve es plano. Estos factores hacen que puedan originarse suelos salinos bajo condiciones de manejo inadecuadas. Valle del Cauca: Son suelos muy fértiles con C.I.C mayor o igual a 20 meq/100 g de suelo, originados de materiales básicos. La precipitación es baja , la EVT alta y por lo tanto son suelos muy susceptibles a salinizarse. El uso de riego es necesario y las aguas de riego suelen contener altos contenidos de sales por lo que el riesgo de salinizaciones muy alto. La salinización de suelos en el Valle es uno de los mayores problemas para los agricultores. La mecanización continuada y la utilización de aguas con altos contenidos de sales para riego ha generado problemas graves de suelos salinos, sódicos y magnésicos cuya recuperación es casi imposible debido a los costos. En los últimos años se ha generado la cultura de aplicar vinaza a los cultivos de caña como enmienda órgano mineral. La vinaza es un subproducto del proceso de obtención de alcohol carburante. Aunque en principio estas aplicaciones parecen tener efectos positivos sobre el aporte de nutrientes y mejoría de algunas propiedades físicas del suelo, es posible que a largo plaza pueda traer  consecuencias negativas sobre la estructura, porosidad y drenaje del suelo y por  ende sobre en el nivel de sales solubles. Altiplano Cundiboyacense: Son suelos fértiles originados de materiales ácidos. Sin embargo, el clima es semi árido, la topografía plana y las aguas de riego tienen altos contenidos de sales. Por lo tanto existe un alto riesgo de salinización bajo manejo agrícola inadecuado.

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Lección 13: Degradación química del suelo: Exceso o Pérdida de Materia Orgánica El exceso y la pérdida de la MOS, implica cambios profundos en todas las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo y en ello radica que un suelo pueda mantener su capacidad productiva en el tiempo. La MOS puede perderse por acción biológica incontrolada, por efecto de la mecanización, por uso intenso del suelo sin restitución o por procesos erosivos. Por el contrario, adiciones excesivas de materia orgánicas al suelo, provocan contaminación del suelo y aguas de drenaje, defloculación y pérdida de la estructura, entre otros.

13.1 Pérdida de MOS por acción biológica La capa arable del suelo corresponde a los primeros 40 centímetros de suelo. Generalmente ese primer horizonte es el que contiene materia orgánica y es el responsable de la capacidad productiva de cada suelo. En general sabemos que los suelos con un horizonte O orgánico profundo son los más fértiles y productivos, mientras que aquellos con un horizonte O de solo unos centímetros de espesor  son suelos pobres y fácilmente degradables. Las nuevas corrientes dentro de la agricultura como la Permacultura, agricultura orgánica, biológica, biodinámica y todas las demás variantes, comparten el principio de la conservación de la MOS y el uso de microorganismos eficientes. La premisa básica es que en un suelo sano, hay una microbiota sana y activa y por lo tanto habrá más nutrientes disponibles. Dentro de las practicas que promueven algunas de estas corrientes esta la BIOFERTILIZACIÓN que no es otra cosa más que el enriquecimiento y activación de la microbiota del suelo por adición de microorganismos foráneos como bacterias, hongos, actinomicetos y levaduras. Estos microorganismos suelen adicionarse de varias maneras:  A partir de biopreparados caseros  A partir de productos comerciales Los biopreparados caseros consisten en fermentos compuestos por agua, estiércol, levadura y bacillos que se encuentran en la leche y el kumis y suelen usar como activador de la fermentación, el mosto de otros biopreparados provenientes de otras fincas. Presentan la ventaja de ser baratos y fáciles de preparar. Sin embargo, los agricultores no son consientes del peligro que representan al no ser del todo inocuos. Estos preparados pueden contener a su vez hongos y bacterias

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fitopatógenos dependiendo de su procedencia, de la salud de los animales de dónde provino el estiércol y de la inocuidad con que se realizó la preparación . Así, al utilizar el biofertilizante pueden causar la muerte de todo el cultivo. De otra parte, suele creerse que Biológico u orgánico es sinónimo de benéfico y no hay nada más lejano a la realidad. Si no, miremos la preocupación mundial acerca de las armas biológicas: Una sola espora, una sola bacteria puede causar  más daño que una bomba atómica si se implanta en el medio adecuado. El problema con los organismos vivos es que alteran el equilibrio ecológico del medio en donde son introducidos, afectan todos los ciclos del ecosistema y los bucles de retroalimentación, dando como consecuencia un estado de orden diferente al original, que no en todos los casos, es un estado mejor. El ciclo de la materia orgánica del suelo se mantiene en equilibrio cuando las ganancias y las pérdidas se mantienen en equilibrio. Eso implica que las ratas de acumulación, transformación y mineralización de MOS se equiparan y siempre hay la misma cantidad total de MO circulando a través del sistema. La rata de acumulación depende del tipo de vegetación y la rata de degradación depende de la meso y microbiota y del clima. Si la acumulación permanece invariable, pero se incrementa la rata de mineralización por medio de la adición de más microorganismos llegará un momento en que el sustrato alimenticio se agote. En donde antes comían 5 ahora comen 100 pero la cantidad de mercado sigue siendo la misma. Cuando esto sucede, los microorganismos empiezan a consumir  la reserva de MOS que es el humus propiamente dicho y en términos de un año el porcentaje de MOS podría disminuirse hasta en un 50%. La recuperación de los mismos puntos perdidos puede por el contrario tardar décadas. Si además, los microorganismos se introducen a un suelo de clima cálido, el daño será aun peor puesto que en climas calientes la rata de mineralización es muy rápida y no es necesario activar la microbiota del suelo, por el contrario, es necesario buscar estrategias que lleven a una mayor acumulación de materia orgánica para enriquecer las reservas de MOS. Los primeros efectos sobre la productividad del cultivo son sorprendentes. La gente se maravilla de obtener buenas cosechas sin adicionar ningún tipo de bono de síntesis, sin embargo el efecto es pasajero y no se percatan que la producción se está obteniendo de los nutrientes de la reserva del suelo que de no ser  restituidos con la misma intensidad con que se exportan, acabarán por agotarse.  Algunos microorganismos son más ávidos de MO que otros y es necesario tener  en cuenta este factor al momento de aplicar biofertilizantes. Por ejemplo, el hongo Trichoderma spp es conocido por su acción antagónica de hongos fitopatógenos como Fusarium y Verticillium. Sin embargo, pocos saben que posee una fuerte acción celulolítica, por lo que usado en exceso también lleva a la pérdida de la MOS incluso de las fracciones más resistentes a la degradación como la celulosa y la lignina.  Al generarse competencia entre los microorganismos nativos y los introducidos también ocurren relaciones de predación y de infección. Un microorganismo que

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se introduce como benéfico puede en algún momento ser suficientemente agresivo como para mermar las poblaciones de microbiota nativa, salirse de equilibrio y comenzar a comportarse como un microorganismo patogénico. Es el caso de Burkholderia cepacia, hasta hace poco utilizada para controlar algunas bacterias patogénicas. Se destaca por producir diferentes tipos de sideróforos, antibióticos, alcaloides y quinolinas de naturaleza antibiótica (Hernández, 1999), ácido cianhídrico y ácido salicílico. En los últimos años se ha prestado especial interés a los sideróforos, como uno de los principales metabolitos implicados en la actividad de biocontrol. Sinembargo, parece ser que puede también comportarse como fitopatógeno, por ello su uso como controlador biológico se ha ido restringiendo.  Así, una simple aplicación realizada con miras a bioremediación puede conducir a una contaminación de tipo biológico.

13.2 Perdidas de MOS por Mecanización Durante la revolución verde los arados y aperos cobraron gran importancia en la preparación de tierras para siembras intensivas. Sin embargo, aperos que habían sido diseñados para condiciones de estaciones, fueron introducidos a los suelos tropicales causando daños graves a sus propiedades. FAO (1994), señala que una de las causas principales de la degradación de los suelos en América Latina es, sin dudas, la aplicación de técnicas de labranzas inadecuadas, con el consiguiente deterioro de las propiedades físicas, químicas y biológicas de los suelos, la disminución de los rendimientos agrícolas y, más importante aún, el deterioro del medio ambiente . El arado de disco se diseñó con el fin de romper romper el suelo levemente congelado después del invierno, al inicio de la estación de primavera para dar paso a las siembras tempranas. En los suelos tropicales no hay congelamiento y lo que provoca el arado de discos es la exposición directa del horizonte orgánico a los rayos solares, que queman parte de la materia orgánica al quedar expuesta. Al generar mayor oxigenación, el proceso de mineralización se acelera.  Al no estar congelado el suelo, el arado de disco d isco provoca también la pulverización, amasado y sellamiento de poros dando lugar a la la formación formación de costras superficiales. En el peor de los casos, la arda profunda causa inversión de horizontes, quedando el horizonte O enterrado. Cuando el arado se realiza en suelos con cierto grado de pendiente, se aceleran los procesos de erosión hídrica y eólica. La perdida de materia orgánica por efecto de labranza trae como como consecuencia alteraciones del suelo en su densidad, en la capacidad de retención de agua y en la estabilidad de los agregados, que contribuyen a la pérdida de su calidad y de la estabilidad de su estructura. Ismail y Col (1994) citados por Ordóñez, González, & Giráldez , comprobaron como en un ensayo de maíz en Kentucky sobre un suelo “Paleudalf Típico” y

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después de 20 años, el mayor contenido de materia orgánica se circunscribía a los 5 primeros centímetros. En un suelo de origen volcánico reciente (Dystrandeps) de la precordillera andina en la localidad de San Pedro, Chile, se realizó un estudio durante tres temporadas agrícolas, con el objetivo de cuantificar las pérdidas de suelo asociadas al empleo de diferentes tipos de labranza del suelo. Esas pérdidas se cuantificaron en términos de % y kg.ha -1 de MOS. La tabla 10 muestra los resultados. Tabla 11. Variación del porcentaje y pérdidas de materia orgánica (kg ha-1) en el sedimento erosionado en cuatro sistemas de labranza. Promedio de tres años Tratamiento % MOS kg.ha % MOS kg.ha % MOS kg.ha % MOS kg.haLC 16,5 2402,4 14,3 4577,4 15,2 1699,4 15,3 2945 LV 16,2 740,3 15,1 1236,7 15,2 568,5 15,5 852,5 SD 14,8 224,9 15,1 877,3 14,6 255,5 14,8 448,4 P 12,9 60,6 12,4 102,9 13,9 86,2 13 83,2 LC= Labranza cero LV =Labranza =Labranza vertical SD= Siembra directa P= pradera natural  Autores: Rodríguez, Ruiz, Valenzuela, Valenzuela, & Belmar (2000). 1994

1995

1996

 Además de afectarse los contenidos de MOS y de N, la mesofauna sufre alteraciones importantes. Marín & Feijoo (2007), evaluaron el efecto de diferentes usos del suelo sobre la estructura de las comunidades de macro invertebrados. Se compararon las poblaciones de macro invertebrados de una plantación de cacao (testigo) no disturbada disturbada por 25 años, con las de cuatro tratamientos consistentes en labranza convencional, labranza con mulch tiller, cincel vibratorio, y siembra directa, en un Vertisol del Valle del Cauca cultivado en rotación de cuatro años de algodón, soya y maíz. Demostraron que la estructura (biodiversidad, abundancia y biomasa) de los macroinvertebrados del suelo es afectada por la alteración que provoca la introducción de labranza convencional y cincel vibratorio. También observaron que el tiempo de permanencia de los tratamientos con labranza de conservación no es suficiente para una completa recuperación de las comunidades.

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Figura 46. Biomasa de los macroinvertebrados en diferentes usos del suelo (Marín & Feijoo, 2007). 2007).

Se encontró que varios grupos de macroinvertebrados, como los coleópteros ,mlas hormigas de los géneros Baciseros sp., Megacephala sobrina Dejeani ,mlas Solenopsis sp., Cardiocondyla sp., Pheidole sp., Hypoponera sp. y Paratrechina sp., las arañas las familias Theriidae, Lyniphidae y Lycosidae, la familia Blattellidae, Dermaptera Labiduridae y los hemípteros Cicadidae tienen gran capacidad de adaptación a suelos alterados por la labranza, lo que hace posible su utilidad como indicadores de ambientes perturbados (Marín & Feijoo, 2007).

13.3 Contaminación por Materia orgánica Otra forma de contaminación biológica del suelo, lo constituye la adición excesiva de estiércoles estiércoles y vinazas como abono. abono. En explotaciones ganaderas y porcícolas es frecuente encontrar que todas las excretas de animales se aplican mediante un sistema de riego a los potreros y cultivos. Conforme pasa el tiempo, el aporte de materia orgánica sobrepasa la capacidad de los microorganismos para descomponerla y en el mediano pazo ese exceso provoca la defloculación del suelo y por lo tanto se pierde la estructura. Ocurre un proceso parecido a la perdida de estructura por exceso de Na.

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La aplicación de la vinaza se ha generalizado en las zonas productoras de caña. Los ingenios la reutilizan en la fertilización de los cultivos. Sin embargo investigaciones han demostrado que con el tiempo el pH desciende y dependiendo del tipo de suelo se incrementa la C.E hasta niveles problemáticos de salinidad y se afecta la microbiota del suelo y su actividad. Es necesario realizar más investigaciones que permitan definir hasta que niveles es posible la aplicación de vinazas en diferentes clases de suelo, sin afectar las propiedades estructurales e hidráulicas del suelo. También es imperante dar un manejo diferente a los excesos que son evacuados por los drenajes y que están provocando contaminación de aguas de quebradas y ríos.

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Lección 14. Degradación química del suelo: Contaminación Un suelo contaminado es aquel que ha superado su capacidad de amortiguación para una o varias sustancias y por lo tanto comienza a causar problemas para el agua, la atmosfera y los organismos.  Al alterarse el equilibrio biogeoquímico, las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo cambian provocando disturbios a todo nivel en el ecosistema. La contaminación del suelo, se considera como la acumulación de elementos en un espacio dado que puede darse por procesos naturales o por la acción del hombre. En el primer caso, hablamos de procesos naturales de salinización, alcalinización o acidificación con la consecuente acumulación de Al ++ y microelementos que bajo condiciones ácidas llegan a niveles tóxicos para las plantas y por el depósito de óxidos de hierro, arcillas o humus en profundidad. En éste caso se habla de contaminantes endógenos puesto que provienen del suelo mismo. En el segundo, hablamos de contaminación propiamente dicha causada por el uso inadecuado del suelo, uso de plaguicidas y vertimientos de procesos industriales, en cuyo caso se denominan contaminantes exógenos. El suelo es considerado como un sistema “Depurador” pues es capaz de retener,

fijar, oxidar, precipitar, inmovilizar y descomponer sustancias que en exceso resultan tóxicas para todo el ecosistema terrestre. Sin embargo, esa capacidad amortiguadora es limitada.

14.1. Naturaleza de los contaminantes Los contaminantes del suelo pueden estar en todos los estados: Líquido, sólido y gaseoso. 14.1.1 Contaminantes sólidos Dentro de los contaminantes sólidos están las partículas de arcilla que se mueven a través del perfil ocasionando procesos de laterización y las partículas de polvo que son arrastradas por el viento. La erosión y la actividad minera son causantes de polución ambiental a partir de partículas minerales que son arrastradas por el viento para ser depositados lejos del lugar de origen. Si la actividad minera está relacionada con metales pesados o radioactivos, los daños llegan a ser de gran magnitud ocupando radios de varios kilómetros a la redonda. Los residuos plásticos de actividades agrícolas como el embolsado del plátano y otras frutas también se han convertido en un problema severo de contaminación. En algunas explotaciones el suelo agrícola ha sido sustituido por un subsuelo plástico inservible.

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Figura 47. Contaminación por plástico del embolsado del plátano Fuente: sullana.wordpress.com

14.1.2 Pesticidas y Fertilizantes Los contaminantes líquidos son los de más difícil manejo ya que el agua puede moverse a través del perfil contaminando no solo el suelo y subsuelo sino también las aguas superficiales y profundas. Los pesticidas y fertilizantes se mueven en forma liquida y gaseosa. Dentro de los pesticidas, los Hidrocarburos clorados poseen gran persistencia , es decir que no se descomponen o lo hacen muy lentamente, permaneciendo mucho tiempo en el ambiente. Entre ellos están: DDT, Aldrín, Dieldrín, Endrín, Heptacloro, Hexaclorobenceno, Mirex y Clordano. Pasan a través de los diferentes niveles tróficos del ecosistema y es posible encontrar trazas en animales y humanos. Los organoclorados se concentran en el tejido graso de los animales. Cuanto más alto se encuentre en la cadena alimenticia más alta será la concentración del insecticida. Los Carbamatos son insecticidas selectivos de rápida degradación ambiental. Los Organofosforados, son compuestos químicos muy variados, con efecto primario y rápido sobre el sistema nervioso. Son de vida muy corta, por lo que no tienen efecto residual. Tabla 12. Persistencia de Plaguicidas en el suelo.

Fuente: http://www.unex.es/edafo/GCSP/GCSL4CEPestiAdsSue.htm

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Los abonos nitrogenados, tanto sintéticos como orgánicos utilizados en exceso provocan contaminación tanto por volatilización de NH 4 , NO2 y N2 como por  lixiviación y eutrofización. Los abonos fosfatados son menos móviles que los abonos nitrogenados por lo que el riesgo de lixiviación es mínimo. Solo pasan a las aguas superficiales mediante su arrastre desde la superficie del suelo por escorrentía, cuando se producen fuertes lluvias tras su aplicación a la superficie. El riesgo que conlleva su paso a las aguas es el de provocar eutrofización, igual que el nitrógeno.

Figura 48. Eutrofización

14.1.3. Metales pesados Se consideran como metales pesados aquellos elementos cuya densidad es igual o superior a 5 gc/m³ cuando está en forma elemental, o cuyo número atómico es superior a 20, excluyendo a los metales alcalinos y alcalino-térreos. El As, B, Ba y Se también son considerados dentro de éste grupo por poseer propiedades semejantes. Su presencia en la corteza terrestre es inferior al 0,1% y casi siempre menor del 0,01%. Desde el punto de vista biológico, se distinguen dos grandes grupos, aquellos que no presentan una función biológica conocida y los que tienen la consideración de oligoelementos o micronutrientes. La presencia de los primeros en seres vivos, en cantidades mínimas, lleva aparejada graves disfunciones orgánicas. Resultan altamente tóxicos y pueden acumularse en los organismos vivos. Son, principalmente: Cd, Hg, Pb, Cu, Ni, Zn, Sb, Bi. Los oligoelementos o micronutrientes se requieren en pequeñas cantidades, o cantidades traza, por las plantas y animales para que puedan llevar a cabo de

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forma normal sus funciones metabólicas, pero superado un cierto umbral se vuelven tóxicos. Dentro de este grupo están: As, B, Co, Cr, Cu, Mo, Mn, Ni, Se y Zn. Tabla 13. Niveles normales y tóxicos de metales pesados en el suelo Elemento

Rango "normal" mg/kg

 As

2500

Cd

30

Cu

2 – 60

>2000

Mo

8000

Pb

10 – 150

³10000

Se

500

Zn

25 – 200

³10000

 Adaptado de Bowie & Thornton, (1985)

Cuando la cantidad presente en el suelo de un elemento no puede justificarse por  un origen geoquímico, es necesario atribuirla a una contaminación procedente de una fuente externa tal como muestra la tabla 14. Tabla 14. Fuentes de contaminación con metales pesados Fuente Cenizas de combustión Desechos urbanos Turba Residuos metalurgia Residuos materia orgánica Fertilizantes

Contribución % 74 9 6 6 3 2

Fuente: http://www.unex.es/edafo/GCSP/GCSL4CEMetalesPesados.htm

En los medios puramente rurales, los fertilizantes y las enmiendas adicionadas directamente al suelo pueden llegar a constituir la principal fuente contaminante de metales pesados. Los residuos ganaderos, utilizados como enmiendas, pueden contener As y Cu utilizados como complementos nutritivos. Los fertilizantes inorgánicos pueden portar Cd procedente de la manufactura; las rocas fosfatadas llevan una notable cantidad de diversos metales y sobre todo Cd, que junto a Pb y  As son bastante frecuentes en diversos tipos de abonos.

14.2 Mecanismos de Resiliencia del Suelo ante la Contaminación  Al hablar de contaminación del suelo deben tenerse en cuenta varios conceptos: Susceptibilidad : Mide el grado de sensibilidad de un suelo ante un contaminante especifico.

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Carga crítica: Máxima cantidad de una sustancia que el suelo puede recibir sin

que aparezcan efectos nocivos ni para él ni para la vida que soporta. Vulnerabilidad: Grado de debilidad de un suelo frente a la agresión causada por  contaminantes. Depende de la intensidad de la afectación y del tiempo que debe transcurrir para que los efectos negativos de la contaminación se manifiesten en las propiedades físicas, químicas y biológicas. En cuanto a las características de los contaminantes propiamente dichos ha de temerse en cuenta: Biodisponibilidad : Capacidad del contaminante de ser absorbido por los seres vivos. Esta varía en función de los procesos que se dan en el agente receptor  como Solubilización, Retención, Acomplejamiento , Degradación , Eliminación. Movilidad: Capacidad del contaminante de moverse en y a través del sistema suelo- agua y otros relacionados. Persistencia: Capacidad del contaminante de permanecer en el suelo sin ser  degradado. La capacidad de un suelo para autodepurarse, se da por varios mecanismos: Neutralización, Degradación biótica, Adsorción , Acomplejamiento, Insolubilización y Precipitación. La figura 48 muestra las diferentes rutas que puede seguir un metal pesado dentro del continuo suelo- agua-atmosfera.

Figura 49. Ciclo de los metales pesados dentro del ecosistema

Una vez que el elemento llega al suelo puede seguir diversas vías en el mismo. El ingreso en las cadenas tróficas puede hacerse mediante la absorción por las plantas o el lavado hacia las aguas freáticas.

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Por volatilización pueden pasar a la atmosfera y tener influencia sobre la respiración de los animales. Una vez allí ingresan al ciclo hidrológico y pueden ser  recirculados una y otra vez por el sistema. La lluvia ácida es producto de ésta recirculación. Los elementos que son más volátiles son As y Hg. Otra fracción es retenida en el suelo en el complejo de cambio puesto que la mayoría se comportan como cationes. La adsorción- desorción es un proceso de doble vía controlado por la concentración relativa en la solución, el tamaño del ión, el radio de hidratación y la carga y es similar al intercambio de bases cambiables entre la solución del suelo y el complejo de cambio. La precipitación del metal en forma de hidróxido o de sal poco soluble, es una forma de inmovilización más activa. Da origen a la formación de minerales secundarios de menor solubilidad que las formas libres previas. En suelos no contaminados esta formación de minerales secundarios es muy pequeña o nula pero en suelos contaminados puede ser importante. Como ejemplos de este modo de fijación se encuentra la formación de wulfenita o molibdato de plomo o la franklinita (óxido de Fe y Zn). La adsorción por las superficies coloidales del suelo es otra forma de reducir la Biodisponibilidad de estos elementos. El molibdato puede ser adsorbido por los oxihidróxidos de hierro y aluminio con la misma intensidad que el fosfato, cuya magnitud conocemos. El estado de oxidación del compuesto juega un rol importante en la adsocrción. Por ejemplo, el seleniato se absorbe más difícilmente que el selenito; la primera forma es la predominante en ambientes aireados de regiones áridas o semiáridas donde el lavado es muy escaso, en esas condiciones la toxicidad del Se es más alta que en regiones húmedas donde predomina el selenito. En este caso es de especial importancia el potencial de oxidación del suelo que cambia las formas presentes, de este modo el Cr(III) presenta una toxicidad más baja que el Cr(VI), pero además es menos móvil por su fijación al complejo de cambio como catión, mientras que la forma oxidada además de más tóxica es más móvil. Los medios reductores, como las áreas encharcadas, liberan cantidades importantes de S en forma de sulfuro que precipita muchos metales por lo que se consideran zonas acumuladoras de metales pesados y son las estategias del sistema GAIA para detoxificarse. La materia orgánica también puede acomplejar metales pesados formando compuestos organominerales como como es el caso de los ligandos con oxianiones como el cobre. En otras ocasiones, el acomplejamiento en lugar de retener el ion tóxico, propicia su movilidad y absorción incrementando su toxicidad. toxicidad. Es el caso de la metilación del mercurio que se produce con mayor intensidad en medios reducidos y marinos, razón por la cual se produce una gran acumulación en peces y de allí a través de la cadena alimenticia pasa a los humanos.

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Pero no siempre la metilación es negativa. En el caso del As y Se la metilación favorece la volatilidad de los elementos y por ende la descontaminación del suelo. sue lo. La degradación biológica consiste en la descomposición que hacen de sustancias tóxicas, algunos microorganismos como levaduras, hongos y bacterias. Estos utilizan las sustancias contaminantes como fuente de energía, descomponiéndolas en productos inocuos, principalmente dióxido dióxido de carbono y agua. Una vez vez degradados los contaminantes, la población de microorganismos se reduce porque ha agotado su fuente de alimentos. Los bacillos gran negativos de los géneros Pseudomona, Neisseria, Moraxella y   Acinetobacter  son degradadores de moléculas como el DDT.

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Lección 15: Índices de Calidad y Degradación del Suelo En las lecciones precedentes hemos visto los diferentes procesos que se dan en el suelo y que conllevan a la formación, pérdida o contaminación del suelo así como a la expresión de atributos emergentes positivos del sistema como la fertilidad, productividad y sostenibilidad, o por el contrario de condiciones negativas como la salinidad, alcalinización, acidificación y contaminación. Se dice que hay un efecto negativo cuando el valor asignado para cuantificar un parámetro determinado se encuentra por debajo o por encima del valor estándar  considerado normal.  A continuación se incluyen algunos parámetros que ayudan a determinar la calidad de un suelo y su propensión a la degradación en el tiempo. 15.1 Salinización La cantidad de sales en el suelo se mide en términos de Conductividad Eléctrica, por cuanto una solución salina es conductora de electricidad. Cuanto mayor sea su capacidad de conducir electricidad, mayor será el contenido de sales disueltas. Los procesos de salinización se dan en forma natural a partir de la meteorización de las tocas y la alternancia de ciclos húmedos y secos. Pero factores externos como la labranza, aplicación de riego con aguas que poseen contenidos altos de sales y aplicación inadecuada de fertilizantes y enmiendas. La tabla 15 muestra los valores críticos de C.E. en el suelo que indican procesos degradativos. Tabla 15. Índice de Salinización Aumento C.E. dS/m/año 5

CLASE Nula o ligera Moderada  Alta Muy alta

15.2 Perdidas de MOS La formación de un centímetro de suelo agrícola lleva entre 100 y 400 años dependiendo de los factores y procesos de formación de suelo en un sitio específico. De igual manera, la cantidad de MO que logre acumularse y mineralizarse depende del tipo de cobertura y de la temperatura. En general, en climas cálidos y condiciones aireadas la mineralización prevalece sobre la acumulación. Por el contrario en condiciones de clima frío y húmedo prevalece la acumulación. Hemos visto como la labranza, los procesos erosivos , el uso inadecuado de microorganismos como biofertilizantes y el control agresivo de arvenses, conllevan

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a perdidas aceleradas del horizonte orgánico del suelo y por tanto del contenido de MOS. La tabla 16 muestra los valores críticos de pérdida de MOS. Tabla 16. Perdida de Materia Orgánica del Suelo Grado de degradación biológica Nula o ligera Moderada  Alta Muy alta

Disminución M.O. % / año 5

Estos valores deben interpretarse a la luz de las condiciones especificas del suelo y clima. Una pérdida de 1% de MOS no implica daño si hablamos de un suelo orgánico de clima frio con contenidos de MOS de 15 % o más. Sin embargo, en un suelo de clima cálido, donde el contenido normal de MOS oscila entre 3 y 4%, un 1% de pérdida por año implica un grado alto de degradación biológica.

15.3 Degradación por compactación En la medida en que se ha incrementando el uso de maquinaria pesada en las operaciones agrícolas el problema de compactación de suelos se ha ido haciendo más importante. En zonas agrícolas como los Llanos Orientales se presentan claros y definidos problemas de compactación, a 10-20 cm de profundidad, los cuales afectan la producción de cultivos, ya sea por dificultar el drenaje o por  déficit de humedad al verse reducida la penetración radical por resistencia mecánica (Amézquita, 1998). En suelos del Valle del Cauca, cultivados en caña también empiezan a verse efectos negativos.

Figura 50. Capas compactadas “Pie de arado”  Autor: Amezquita ,E. y Galvis, J. citados por García, A.(2008)

Consecuentemente, los métodos para diagnosticar dicho proceso de degradación deben tratar de evaluar la interacción de todos esos factores en relación con los problemas planteados. La metodología propuesta por Pla (1983) se basa en la determinación de los grados de compactación (índices de compactación) alcanzados al someter  muestras de suelo, equilibradas previamente a diferentes contenidos de humedad,

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a un proceso de compactación artificial (similar a la prueba de Proctor utilizada especialmente en ingeniería civil). Estos índices vienen dados por la combinación de 1) Los valores de densidad aparente, 2) Porosidad de aireación, 3) Tasa de difusión de oxígeno, y 4) Módulo de ruptura determinados en los cilindros de suelo compactados, y los cuales reflejan las condiciones de resistencia mecánica y aireación del suelo correspondiente a esos grados de compactación.

Figura 51. Procedimiento para la determinación de Índices de compactación

La tabla 17 muestra los valores críticos de los índices más comúnmente utilizados para medir el grado de compactación de los suelos. Tabla 17. Algunos índices de Compactación del suelo

PARAMETRO

Valor crítico

Densidad aparente

> 1,4 g.cc-

Infiltración

< 1 cm.hora -

Conductividad hidráulica

< 1 cm.hora-

Porosidad total

40-45%

Microporosidad

> 70%

Penetrabilidad

17 kg.cm-

Resistencia a la ruptura

> 10 kPa

 Autor: Amezquita ,E. y Galvis, J. citados por García, A.(2008)

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ANEXO 1. Bases de datos, buscadores y directorios especializados

Ciencias agrícolas Directorios 

Academic Info es un directorio independiente temático que es mantenido con la asistencia de especialistas de alta calidad. No dispone de sponsors ni del área comercial ó académico.   Academic Info (enlace a la página principal)   Academic Info - Agriculture Resources - Agricultural Directory   Academic Info - Botany & Plant Biology   Academic Info - Forestry Resources   Academic Info - Nutrition Resources Agrisurf  Directorio que contiene 20355 sitios relacionados con la agricultura por  categorías temáticas. Al hacer la búsqueda en alguna de las categorías aparecen en pantalla los primeros 10 registros de cada búsqueda clasificados en un rango del 1 al 5, muy útil para todos los agrónomos. AgriWeb Canada Directorio canadiense de recursos en línea sobre agricultura y agro-alimentación Agroline Buscador temático agrario, contiene por categorías todo lo relacionado con la agricultura, permite hacer búsquedas simples y búsquedas avanzadas utilizando los operadores lógicos. BuscAgro Directorio con 12910 links para que pueda elegir! Se da preferencia a los sitios en español pero también se incluyen en inglés, portugués, francés e italiano.Busca por países y por categorías, las búsquedas se realizan de forma simple y avanzada utilizando diferentes estrategias de búsqueda (Como palabras, como frase, Unidas por "Y", Unidas por "O". Muy útil para facilitar la obtención de información sobre temas rurales para navegantes que dominen el idioma español, aunque al mismo tiempo incluye links en otras lenguas que frecuentemente son conocidas por dichos navegantes (inglés, portugués, italiano y francés). Incluye links hacia los principales buscadores, metabuscadores y directorios para ampliar  la búsqueda si lo encontrado en BuscAgro no fuera suficiente. Galilei Directorio elaborado por la Universidad de San Luis, Argentina, donde en su página principal aparecen a dos columnas un índice por materias en español e inglés, al enlazar con la materia agricultura aparecen 76 sitios relacionados con esta temática, contiene además una ventana para buscar periódicos y universidades del mundo y otra ventana para hacer búsquedas por otras materias de interés

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Personas en Acción Es un directorio creado para todas aquellas personas interesadas en la Agricultura Ecológica, contiene un directorio de personalidades relacionadas con este tema y enlaces a sitios importantes así como una selección de artículos de todo el mundo relacionados con la temática. The WWW Virtual Librarie La biblioteca virtual es el catálogo más antiguo de la WEB, sus páginas van de los enlaces claves a las áreas particulares, aún cuando este enlace no es de los más grandes, se reconoce entre entre los directorios de mayor calidad. Motores d e Búsqu eda  

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 AGFIND Motor de búsqueda especializado en agricultura, permite un acceso rápido a servicios en el web para agricultores y granjeros. Además, presenta enlaces recomendados y otros servicios. Está considerado uno de los mejores web sobre el tema, pero sólo está en inglés  Agronomic Links Across the Globe Es una colección de sitios web sobre cosecha, suelos y problemas ambientales del mundo. La página es administrada por la Purdue University. Es posible buscar sitios de Estados Unidos, como también sitios internacionales.  Altavista Algunas veces es necesario buscar información sin tener claro la categoría en que se enmarca o dónde pueden estar los recursos. En este caso es el momento de usar un buscador de palabras o conceptos Mantiene una gigantesca base de datos con un índice de más de 30 millones de páginas Web y 12 millones de "palabras". Dogpile Desde la página principal permite plantear búsquedas en diversas áreas de interés: metabúsquedas en la W3; catálogo de recursos web; búsqueda de noticias de ámbito mundial; búsquedas de empresas, negocios y productos (Yellow Pages); búsqueda de personas (white pages); mapas, entre otros Excite Ofrece páginas Web clasificadas por categoría, e incluye reseñas de algunas de las páginas. También incluye directorios regionales y de usuarios, y una ventana de búsquedas. Metacrawler  Cuenta con dos formas de consulta: búsqueda en la W3 y búsqueda mediante directorio, en concreto Open Directory. A su vez, para buscar en la W3 se puede optar por la búsqueda simple o avanzada. En el primer caso permite seleccionar entre recursos web, provenientes de los grupos de debate o Newsgroups, ficheros de sonido MP3 y acceso a subastas en red

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA  – UNAD Escuela de Ciencias Sociales, Artes y Humanidades Contenido didáctico del curso Metodología del T rabajo Académico 

Northern Light Esta herramienta pretende facilitar el acceso a recursos relevantes y de alta calidad.Organiza la información en “Carpetas personalizadas de búsqueda” integrando los resultados obtenidos con material de la “Colección especial del buscador”.P ermite buscar en 15

millones de documentos que provienen de 250 fuentes distintas. Teniendo acceso a libros, revistas a texto completo, bases de datos, noticias y obras de consulta. 

SCIRUS Es el motor de búsqueda en ciencias más específico disponible en Internet. Conducido por la tecnología más avanzada, permite a científicos, estudiantes y cualquier persona realizar búsquedas y muestra los resúmenes de los trabajos , además localiza sitios de universidades y encuentra informes y artículos rápidamente .Fue lanzado por Elsevier  Science, el editor internacional principal de la información científica.

Bus cadores de Publicaciones  

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BUBL Journals Es un catálogo de los recursos de Internet seleccionados que cubren todos los temas académicos. Se seleccionan, se evalúan, se catalogan y se describen todos los artículos, buscador muy útil para encontrar títulos de publicaciones periódicas. COPAC Es un catálogo de unión. Proporciona el acceso LIBRE a los catálogos en línea combinados de 22 de las bibliotecas más grandes de la investigación de la universidad del Reino Unido y de Irlanda más la biblioteca británica Electronic Journal Resource Directory Es un directorio de publicaciones electrónicas elaborado por las bibliotecas de la Universidad de Saskatchewan, Canada, cuenta con 9 categorías que remiten a 347 enlaces

Bases d e Datos  

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 AGBIOS. Información sobre modificaciones genéticas en cultivos, plantas y cosechas  AGRICOLA. Es una base de datos bibliográfica creada por la "National  Agricultural Library". Contiene publicaciones y recursos que cubren todos los aspectos de la agricultura y ciencias afines, tales como silvicultura, entomología, recursos del suelo y del agua, agricultura económica, ingeniería agrícola, alimentación y nutrición.  Agri2000 Permite buscar en forma simultánea en las Bases de Datos producidas por instituciones nacionales e internacionales de América Latina y el Caribe disponibles en el servidor del SIDALC (Sistema de Información y