Conceptos Básicos de Edafologia

 

F CUL CULT T D DE ING INGENI ENIERÍ ERÍ GRÍCOL Escuela Profesional de Ingeniería Agrícola

ING M.Sc. JOSE ALBERTO LIMACHE RIVAS RIVAS

1

 

1.-- INTRODUCCIÓN A LA EDAFOLOGÍA 1. 1.1 





Conc oncepto cont ontenido y rel relación co con n ot otrras ci cien enc cias

El suelo es la fina capa de material fértil que recubre la superficie de la Tierra. El suelo es una capa delgada situada en el límite entre la atmósfera y la zona continental de la corteza terrestre Atmósfera, corteza y suelo interactúan para proporcionar a los seres vivos los recursos que necesitan. El suelo, por tanto, constituye el soporte de la vida s obre los continentes.

Sección transversal de la Tierra a través de un continente. continente.

Sección transversal de la Tierra a través de un continente. continente.  



El suelo forma un sistema abierto a la atmósfera y la corteza cor teza que que almacena de forma temporal los recursos necesarios para los seres vivos

Ciclos e intercambios de materia y energía entre la atmósfera, el suelo, la corteza y los seres vivos.

 

Este concepto sistémico del suelo implica tres características fundamentales: 





Complejidad: El suelo está caracterizado por una atmósfera interna, una economía e conomía par particular ticular del agua, una flora y fauna determinada, unas partículas minerales y unas partículas orgánicas, estando todos estos componentes fuertemente relacionado Dinamismo: El suelo adquiere progresivamente sus propiedades propi edades por la acción combinada del medio. Permeabilidad: El suelo es un sistema abierto. Esta permeabilidad repercute en la mayor o menor facilidad de degradación.

 

1.2 El su 1.2 suel elo: o: es esqu quem ema ag gen ener eral al de su fo form rmac ació ión n 1.2.1 Procesos básicos Desde un punto de vista global en el suelo se pueden encontrar tres tipos de proc proces esos os gene generrales ales::  Ap Aport orte, e, alte altera raci ción ón y pér pérdi dida da del del mat materia eriall lilittológ ológic ico. o. Aport orte, e, al altterac eració ión n y pér pérdida dida del del ma matteria eriall orgá orgáni nico co.. Ap 

Resloc oocac rgaació niión zancióyndif deenci aació mbión ons. materiales por mezcla, agregación, tr tran ansl difer eren ciac

Es decir, que los complejos procesos de transformación de un suelo se reducen a adiciones, transformaciones, transferencias y pérdidas de materiales. es. Bási ásicamente, se trata de sólo tres procesos: meteorización física, ca, alteració ción química y tr traanslocación de sustancias. Estos procesos afectan tanto a la fase mineral como a la fase orgánica del suelo y constituyen lo que tradicionalmente se denomina como los procesos básicos o generales en la formación del suelo ya que actúan siempre en la formación de todos los suelos.

 

Los procesos de translocación se realizan debido a la acción del agua. Norm No rmal alm mente, el movi vimi mieento de dell ag agua ua en el pe perf rfilil es desc descen ende den nte. Si Sin n em emba barrgo go,, en climas áridos, es perceptible el movimiento ascendente de las sales debido a los proc pr oces esos os de evap apot otrransp anspir irac ació ión. n. En zon onas as de relie elievve mo mont ntañ años oso o, el de desp spla lazzamie amient nto o lateral del agua del suelo también puede tener efectos importantes en la formación del suelo. En los procesos de translocación pueden distinguirse dos fases fa ses dis distin tintas tas:: Eluviación. Es la fase inicial de movilización de materiales que constituyen la capa superficial del suelo. Es la fase de inmovilizaci ció ón o acumulación de sustancias procedentes de las las ca capa pass su supe perrio iorres de dell su suel elo o en las las zonas onas más prof profun unda das. s. Iluviación.

 

1.2.2 Etapas de la formación del suelo El suelo procede de la roca madre, la cual se altera por la acción de los factores ambientales y en su formación se desarrollan una serie de procesos que transforman el material orig inal hasta darle una morffologí mor ologíaa y pr propi opieda edades des propi propias. as. En la formación del suelo intervienen un conjunto de procesos muy heterogéneos. Esta complejidad se desprende si nos fijamos en la p laaN urfaelerazay. aEtlmsuós efloera. estDáesest omteetm idod o ao,laels sleuyelo deosliacilóitnosf osdfeelras,uheildoroesnfera er , baitos osf ósf es odo eleos es el resul esulttado ado de la acci acción ón de ci cin nco fact actores ores forma ormado dorres pr priinci ncipale pales: s: La naturaleza litológica del sustrato original Litología. condiciona las propiedades químicas (acidez, riqueza en

nutrientes, etc.) y físicas del suelo (permeabilidad, consistencia, textur te xtura, a, etc etc.). .). Clima. El clima influye directamente sobre el suelo mediante la humedad y la temperatura, y de manera indirecta mediante la vqeugím etiaccaiódneyl eslureelolie, vaes. íElcocm limoa dees elal pfriangcm ipeanl taagceiónnte m deecaáltneicracidón e dete de term rmin inad ados os ti tipo poss de sust sustra rato tos. s.

 

Relie Relieve. ve.

El relieve condiciona el desarrollo del suelo, fundamentalmente desde el punto de vista de la profundidad y la diferenciación de horizontes. El relieve influye sobre el transporte por gravedad. Seres vivos. Los seres vivos afectan al suelo de diversas maneras. Las plantas constituyen la principal fuente de materia orgánica del suelo. Los seres vivos condicionan tanto procesos de tipo químico como físico, favoreciendo en general la fertilidad del suelo. s uelo, de tal modo que los Edad. El tiempo constituye un factor importante en el suelo, suelos más antiguos son los que muestran un mayor desarrollo en profundidad del

perfil y una mayor mayor diversificación de horizontes.

 

La formación del suelo tiene lugar como consecuencia de la actuación de estos cinco factores formad ado ores, y en ella desde el punto de vista didáctico se pueden distinguir dos etapas: la etapa inicial que representa la diferenciación de los constituyentes del suelo y una etapa final en la que los cons los onsti titu tuyyen enttes se reor eorganiz anizan an y evol evoluc ucio iona nan n par para forma ormarr el su suel elo. o. La etapa apa inic nicial ial com omie ienz nza, a, lóg ógiicame amente, con la fr frag agm men enttació ación n de las roc ocas as originales y también de los restos de los organismos que poco a poco han ido colonizando el material. La desagregación del material facilitará la circulación del aire y del agua, y también favorecerá la actividad biótica, tod odo o lo cual cual condu onduci cirrá a la sub subsi sigu guie ien nte alt alter erac aciión qu quíími micca del del materi erial. al. Los minerales de las rocas originales, dependiendo de la estabilidad, se alteran en mayor o menor medida, apareciendo en el suelo más o m neasndlo ibegeraledsoo s seenrelacoamltbeirnaacriáónn pm paesnaorásn atrlaanssoflourcm ióandodse.l suLeolso foirom arianedraarl luggar a nuev lu nuevos os mine minerrales ales.. Por otra parte, los vegetales y animales sufren al morir unas intensas transfor orm macion ones es químicas, desa esarroll ollándos dose un nuevo materi erial orgánico que evoluciona para alcanzar un equilibrio en las condiciones edáficas, llllam amad ado o humu humus. s.

 

Etapa final. Todos los constituyentes formados o liberados en la etapa inicial (minera erales es,, humus, gele eles, gases, es, agua y solu oluciones) es) sufren una seri erie de procesos de mezcla y diferenciaciones que si evolucionan in situ conducen a la formación del suelo, mientras que si son arrastrados a otros lugares, dan lugar a los sedimentos (los cuales pueden sufrir poste pos teri riorm ormen ente te nue nuevo voss proce proceso soss de edafi edafiza zaci ción) ón)..

Zonación del desarrollo del suelo, según el relieve (vista (vista de la Sierra de las Nieves, Málaga).

 

1.3 1. 3

El perf perfil il y los los hori horizo zont ntes es de dell suel suelo o

Como la edafización actúa desde la superficie y va perdiendo su intensidad conforme profundizamos en el perfil del suelo, el material se altera de un modo diferencial y como resultado de la actuación de esttos proce es oceso soss de meteori orización y tra transl sloc ocaación ción se pasa de un mat materi erial homogéneo o uniforme, como es la roca, a un material heterogéneo, esttratificado en capas con dif es difer eren enttes propi opiedades como omo es el suelo; elo; es de deci prod oduc ho on de ma eria Loscirrh, oserizpr on teuce s eela dáhori ficorizszonac soació n ión cnapdel asl mat aptrer oxial. iml.adamente paralelas a la superficie del terreno y se establecen en función de cambios de las propiedades y constituyentes (que son el resultado de la actuación de los procesos de formación del suelo) con respecto a las capas inmediatas. Generalmente bastan solo tres propiedades para establecer la hori ho rizzonac onació ión n de un su suel elo: o: Color.  

Textura. Estructura.

 

1.3.1 Nomenclatura ABC de los horizontes horizontes del suelo La designación de horizont ho rizontes es constituye uno de los pasos fundamentales en la definición de los suelos. Para designar a los horizontes del suelo se usan un conjunto de letras y de números. Horizontes principales

Los horizontes se designan mediante letras mayúsculas que nos indican las características características fundamentales del material material de que está constituido. De manera simple, los horizontes principales se designan mediante las siguientes letras: (>20- 30%),  H. Acumulaciones de materia orgánica sin descomponer (>20saturados en agua por largos períodos. Es el horizonte de las tur bas.  O. Capa de hojarasca sobre la superficie del suelo (sin saturar agua; >35%), frecuente en los bosques.  A. Formado en la superficie, con mayor porcentaje de materia orgánica (transformada) que los horizontes situados debajo. Típicamente de color gris(suelos oscuro, más o menos negr negro, per pero o Estructura cuando contiene poca materia. orgánica cultivados) puede sero,claro. migajosa y granular granular.

 

E.

Horizonte de fuerte lavado. Típicamente Típicamente situado entre un A y un B. Con menos arcilla y óxidos de Fe y Al que el horizonte A y B. Con menos materia orgánica que A. Muy de colores claros values). Estructura de el muy bajo arenosos grado de ydesarrollo (lamuy laminar es(altos típica de este horizont hor izonte). e).  B. Horizonte de enriquecimiento en: arcilla (iluvial o in situ), óxidos de Fe y Al (iluviales o in situ) o de materia orgánica (sólo si es de origen iluvial; no in situ), o también por enriquecimiento residual por lavado de los carbonatos (si estaban presentes en la roca). De colores pardos y rojos, de cromas (cantidad de color) más intensos (tonalidad del color) más rojo que el material original = hor. C). Con desarrollo de estructura edáfica (típicament (típicamente e enoriginal. bloques Sin angulares, subangulares, prismática). desarrollo de estructura edáfica, ni rasgos  C. Material edáficos. Blando, suelto, se puede pue de cavar con una azada. Puede estar meteorizado pero nunca edafizado.  R. Material original. Roca dura, coherente. No se puede cavar.

 

Horiz izon onte tess de tr trans ansici ición ón Hor

Se prese esentan cuan and do el lím límit itee entre los horizon izonttes inmed mediatos es muy dif ifu uso, so, exist xistie iend ndo o un unaa cap apaa anch anchaa de tr tran ansi sici ción ón con con car arac acte terí ríst stic icas as inte interm rmed edia iass entr entree los dos horizontes. Se representan por la combinación de dos letras mayúsculas (por ejemplo: AE, EB, BE, BC, CB, AB, BA, AC y CA). La primera letra indica el horizonte principal al cual se parece más el horizonte de transición. Horizontes Horizont es mez mezcla cla

En algu lgunas oca ocasione ness aparecen hor oriz izon onttes mez mezclados que constan de partes entremezcladas. Están constituidos por distintas zonas en cada una de las cuales se puede identificar a un horizonte principal ( en la misma capa existen trozos individuales de un horizonte completamente rodeados de zonas de otro horizonte). Se designan con dos letras mayúsculas separadas por una raya diagonal (p.ej. E/B, B/C); la primera letra indica el horizonte princ pr incipa ipall qu quee pr pred edom omin ina. a. Letr as su sufi fijo jo má máss us usua uale less Letras

Las letras minúsculas se usan como sufijos, para calificar a los horizontes principales especificando el carácter dominante de este hoaryizúosncu tela. sL.aLsaletTraabs lamin1ú-1scumlausesvtarna ilnasmeledtiraatsam éso dseufliajos leentralas m uteilniztaeddaes sp coum

nome no menc ncla latu turra de lo loss perf perfililees de su sueelo. lo.  

Cifras

Se usan las cifras prefijo, en numeración romana, para indicar discontinuidades litológicas, indican que el material que formó el suelo no era homogéneo, (por ejemplo, suelo formado a partir de distintos estra estratos tos sedimentarios superpuestos). La Figura muestra dos ejemplos de designación de horizontes.

Designación de horizontes mediante el sistema ABC.

 

1.3.2 Descripción de horizontes Para el es esttud udiio de los horiz rizont ontes ha de ha haccers erse una compl pleeta descr escriipción de sus características morfológicas, en el campo, junto a un completo anál an áliisis sis de sus sus prop propiied edad ades es fí físi siccas y qu quíími miccas as,, en el la labo borratorio orio.. En lílíne neas as gener eneral ales es lo loss da dattos se refi fier eren en:: Al medio ambiente en el que se encuentra el suelo: localización geo eogr grááfic fica, roc oca, a, rel elie ievve, veget egetac ació ión n y us uso o, cli clima ma,, dren drenaj aje, e, etc.) A los horizontes en sí mismos. Con datos de campo (espesor, textura, estructura, color, consistencia y límite) y datos del análisis del suelo en el laboratorio: análisis físicos (granulometría, retenciones de agua, densidades, etc.), químicos (materia orgánica, N, CaCO3, etc.), fisicoquímicos (pH, capacidad de cambio iónico, conductividad eléctrica, etc.) y micromorfológicos. Con todos estos datos podrán establecerse interesantes conclusiones acerca del la clase de suelo, de sus propiedades, de su formación, de su fertilidad y de su uso más racional.

 

2.- COMPONENTES SÓLIDOS INORGÁNICOS DEL SUELO

2.1 Composición del suelo El suelo puede ser considerado como un sistema disperso en el que pueden differ di eren enci ciar arse se tr tres es fases ases (F (Fig igur uraa 2- 1) 1):: asee só sólilida da:: agre agreggad ados os mine minerrales ales y org orgánic ánicos os.. Fas Fase líquida: agua de la solución del suelo. Fas asee

gaseo aseosa sa:: atmós tmósffer eraa del del suelo uelo cont onten enid idaa en el es espa paci cio o por poroso. oso.

 

En volumen, la fase sólida ocupa aproximadamente el 50% del total, mientras que las fases gaseosa y líquida se reparten el rest re sto o del del espa espaci cio o disp dispon onib ible le Figu Figurra 2-2. 2-2.

 

2.2 La fase sólida La fase sólida constituye el esqueleto o matriz del su suel elo. o. La disp isposic sició ión n de las partículas del esqueleto permite la existencia de una cantidad varia ariabl blee de por poros os.. Com Co mo promed omediio, un su sueelo cul cultivado cont ontien ene, e, aproximadamente un 45% de materia mineral, un 5% d Lae fm asaetesróialidoargdáenlicsau, eulno 1p5ro-3v5ie%nededaegluaadyeescl oremsptoo,sdiceióanired.e las rocas y de los residuos vegetales, y es relativamente estable en cuanto a su composición y organización. Dicha estabilidad suele servir para la carrac ca acte teri rizzac ació ión n de un suel suelo. o. La disposición y acomodación acomodación de las partículas de la fase fase sólida del suelo determina una serie de características características físicas del suelo, como:  Estructura.  Porosidad. Permeabilidad. Densidad.

 

2. 2.3 3 Co Comp mpon onen ente tess sóli sólido doss inor inorgá gáni nico coss del del sue suelo lo Los suelos se forman habitualmente a expensas de un material mineral de partida que puede ser una roca o algún otro tipo de material inorgánico acumulado progresivamente por diversos procesos. El origen de este material pued uede ser de div diver erssos tip tipos (Tabla bla 2-1) -1). Las partículas minerales de la fase sólida mineral del suelo proceden detos las proc aloces tera eresos acos ión oter rm etión eo eori zaeden cióen n de del erviaer l sos litos ltipo óg ics: o original nal. Es Esto pr depalte al ració ac nriz pued pu ser selrm deatdiv di erso tiógi pos: son n pr proc oces esos os que que no alt alter eran an la com ompo posi sici ción ón quím químic icaa Fí Físi sico coss o mecá mecáni nico cos: s: so del mineral, sino su forma o tamaño. Mediante los procesos físicos, las partículas minerales del material original pasan al suelo con diferentes tamañ amaños os,, per pero con la mism mismaa natu naturrale aleza quím químic ica. a. Químicos: procesos que alteran la composición química del mineral. Mediante los procesos químicos se originan nuevos minerales, con composición, estructura y propiedades diferentes del material original. P lomgener en altter erac aciión quí quími micca or orig igin inaa part partíícul culas de di diám ámeetr tro o infer nferio iorr aor 2m (areral cial, lla,sl)a. al

 

2.3.1 Las arcillas: origen, origen, estructura y propiedades Desde el punto de vista químico, la arcilla constituye el componente más importa nte de la fracción mineral del suelo, ya que está constituida por part pa rtíc ícul ulas as carg argad adas as capac apaces es de interac eractu tuar ar con la soluc olució ión n del del suel suelo. o. Origen Los minerales de arcilla son los aluminosilicatos. Está constituidos

básicamente por Si, Al y O, además de otros elementos, como Na, K, Ca, Mg, Fe, etc. Desde la antigüedad se sabía que algunos componentes del suelo son capaces de intercambiar bases. Si sometemos una muestra de arcilla a electrolisis, en el ánodo se acumulan sílice, alúmina y óxidos de hierro. En el cátodo se deposi sittan K+, Na+, Ca2+ y Mg2+, entre otros cationes. Entermi 19mina 29nar ,m edla iannatu tetur laralez plaiccris acista iótali nlina dna e de téclas niscaarci dllas eas.r.ayos X, Grim y Holding de det er ron na alaeza cr la arscill Las arcillas son un conjunto de minerales de origen secundario, formado en el proceso de alteración química de las rocas, poseen un tamaño coloidal, con estructura cristalina bien definida y un gran desarroll des ollo supe perrficial, con propi opiedades des físico-q o-químicas respon sponssables en gran gr an part partee de la acti activi vida dad d fí físsic icoo-qu quím ímiica del del suel suelo. o.

 

Estr uctu turra de la lass ar arci cill llas as Estruc

Todos los silicatos están constituidos por una unidad estructural común, un tetraedro de coordinación Si- O. El silicio situado en el centro del tetraedro de coordinación y rodeado de 4 oxígenos situados en los vértices. Este gr upo tetraédrico se encuentra descompensado eléctricamente (SiO4)4-, por lo que los oxígenos se coordinan a otros cationes para compensar sus cargas. Depe ependien diendo do del del númer úmero o de oxí xíggenos enos que se coor oordinen nen a otr otros silicio cios se originan los grandes grupos de sili catos (es decir, según el número de vértices compartidos por tetraedros, que pueden ser 0, 1, 2, 3, y 4; Tabla 2-2).

 

La estructura de estos minerales se origina por repetición de una celdilla unidad constituida por la asociación de tetraedros (aislados, o parejas , etc) y por los cationes que se sitúan entre los grupos tetraédricos. Desde el punto de vista edáfico el gran grupo de los filosilicatos es la clase más importante, ya que a este grupo pertenecen la mayoría de los minerales de la fracción arcilla. Los filosilicatos están c onstituidos por el agrupamiento de los tetraedros compartiendo entre sí tres vértices (los tres del plano basal) formando planos (Figur (Fi guraa 2- 3).

 

Minerales de 2 capas (estructura 1:1) Caolinita

La caolinita está formada por una capa de tetraedros de SiO sobre la que se sitúa otra capa de octaedros de , con los vértices compartidos(Figura2-4). Cada capa tiene aproximadamente 7.2 Å de espes speso or. La su supe perf rfic iciie espec specíífi ficca es baja, aja, hal allá lán ndose ose en torn orno a 1010- 20 m2/ 2/g. g. La fórmu órmula la gener eneral al de las las caolin olinit itas as es la sigu siguie ien nte:

 

Min ine erales de 3 capas (estructura 2:1)

Los minerales de arcilla de tres capas se derivan de la pirofilita o el talco. Esmectitas Las esmectitas son un grupo de minerales de arcilla entre los que se enc encue uen ntr traan la pir pirofi ofilita lita,, la beid beidel ellilita ta y la mont montmo mori rillllon onit ita. a. La montmorillonita no ofrece una buena cristalización, ya que las capas se unen mediante fuerzas de Van der Waals.

 

Micas

Las micas son minerale mineraless de tres capas, pero distintos a las montmorillonit montmorillonitas. as. La celdilla elemental viene cargada negativamente, pero se compensa mediante la entrada de iones K+. En las micas, exist existee mayor carga dentr dentro o de la lámina elemental, lo que le confiere propiedades caracterís características. ticas. Ilita

Las ilitas son minerale mineraless de tres capas derivados de la pirofilita, donde la sustitución de Si 4+ por Al 3+ es menos intensa. El exceso de carga neg ativa es de 1.3 en lugar de 2. Al tener menor carga negativa, negativa, el potasio no se retiene de manera tan fuerte, de modo que pueden entrar iones de tamaño parecido, o menores si están hidratados y el radio iónico total es semejante Por lo tanto, el espaciado de las capas es variable, aunque no tanto como en las montmorillonit montmorillonitas as (Figura 2-4). Clorita

La clorita presenta muchas sustituciones isomórficas en las capas tetraédrica y octaédrica (Al 3+ por Si4+ y Mg2+ por Al3+). La disminución de carga es compensada mediante una capa octaédrica que se inter intercala cala entre las láminas. Vermiculita

No son muy frecuentes. Son arcillas de tipo intermedio entre las cloritas y las micas. La expansión de la red es fácil, lo que permite la entrada de agua y cationes que

sustituyen al Mg2+.

 

 Mi nera  Miner ales ac c es or orii os de la ar c i ll lla a

Se trata de minerales cuyo tamaño es semejante al de la arcilla, y no pueden separarse de ella en el fraccionamiento por tamaño. Sin embargo, se trata de minerales de estructura distint distintaa a las arcillas. Entre estos minerales se encuentran en cuentran los siguientes: 

Óxidos

e hidróxidos de Fe Al Alófanas Sílice Carbonatos Sulfatos Otros compuestos

de Mn y MnO 2.

 

3 COMPONENTES SÓLIDOS ORGÁNICOS DEL SUELO 3.1

La materia orgánica del suelo

Desde la antigüe güedad dad, los agric riculto ltores han reconocido el efecto ben beneficioso de la mat materi eria orgánica del suelo sobre los cultivos. Sin embargo, estos beneficios son objeto de contr ontrov over ersi siaa aún aún hoy hoy en dí día. a. No siempre pre se ha valorado sufic ficien ientemente el papel apel de la materi riaa orgáni nicca en los suel uelos agrí ag ríccol olas as,, debi debido do posi posibl blem emen entte al bajo bajo conten nteniido de est estos compo mponent nentes es en est estos suel suelo os, muy inferior en comparación con los suelos forestales. También se ha considerado trad adic icio iona nalm lmen entte que que los los ferti ertililizzan anttes pued pueden en sus susti titu tuir ir a la mat materia eria orgánic ánicaa del del suel suelo o, lo cual ual es ciert ierto o sólo sólo en part parte. e.

3.1.1 Componentes de la materia orgánica orgánica del suelo La mat materia ria orgánic nica del suel uelo constituye un sistema ema compl pleejo y heterogéneo neo, con una diná dinámi micca pro propia pia e int integr egrado ado por por di divverso ersoss grup grupo os de sus sustanci ancias as.. La mat materi eria org orgánic ánicaa del del suelo se compone de vegetales, animales y microorganismos vivos, sus restos, y las sust su stan anci cias as resu result ltan anttes de su degr degrad adac ació ión n físi físicco- quím químic ica. a. Norm Normal alme ment ntee repre eprese sent ntaa del del 1 al 6% en peso, aunque esta proporción puede ser muy variable dependiendo del momento del año, tanto en suelos agrícolas (por causa de la fenología del cultivo o la época de cosecha) como naturales (dependiendo en este caso de la presencia de espe es peccie iess caduc aduciifol olia iass o per peren enne nes, s, por por ejem ejempl plo) o).. Es de gr gran an impo mport rtan anccia por por su influ nfluen enci ciaa en la estructura, en la capacidad de retención de agua y nutrientes, y en los efectos

bi bioq oquí uími mico coss que causa causa sobr sobree los los vege vegeta tale les. s.  

1) Vegetales y animales vivos , que viven en el suelo e influyen dirrect di ectamen amentte sobr obre sus sus prop propiied edad ades es.. La falt ltaa de prec preciisi sión ón termi ermino noló lógi gicca hace que algunos autores excluyan a este grupo de la materia orgánica del suelo, así como los productos de su descomposición inicial. De una manera muy general, en este grupo se incluyen básicamente las plantas (raíces), así como la biomasa microbiana, la fauna del suelo, etc. Este grupo constituye aprM oxaim aia dam teica eal 5m%uert e ala. m or caadyel 2) teria er org oregnánic án uedrta Coantestriitauorg yegálanim or spuaerlo. te de la materia orgánica del suelo (95 %). Contribuye tanto a la fertilidad química como a la fertilidad física del sue uello. A. Materia orgánica fresca, o materia ria orgánica ica láb lábil. il. con onsstit tituid idaa por lo loss restos animales y vegetales que se incorporan al suelo y transformados de manera incompleta, junto a otros materiales inccorpo in orporrad ados os por por el homb hombrre, como omo los rest estos de cu cullti tivvos ent enterr errados ados,, comp co mpos ost, t, esti estiér érccol, ol, basu basurras, as, abon abonos os verd verdes es,, pu puri rine nes, s, et etc. c.  

Los eside duos deales laes. s .plantas R est estros anim animal

 

B. Ma Mate teri ria a org orgán ánic ica a tr tran ansf sfor orma mada da . Productos procedentes de la

descomposición inicial de la materia orgánica. Sustancias no húmicas. -Compuestos hidrocarbonados -Sustancias nitrogenadas -Productos transitorios  Sustancias húmicas.



 

Desde un punto de vista químico, los componentes de la materia orgánica fresca son los siguientes: 1) Compuestos orgánicos.

a. b. c. d. e. f. g.

Hidratos de carbono. Monosa osacáridos: os: pentosa osas, hexosas, as, etc. Oligosa osacáridos: os: sacarosa, osa, maltosa, osa, etc. Poli olisac sacár áriido dos: s: ar arab aban anas as,, poli poliur urón óniido dos, s, etc. etc. Lign Ligniinas (pol (políímer ero os deriv rivados ados del feni enilpr lpropan opano; o; Figu igura 33-2) 2).. Taninos (complejos fenólicos). Glucósidos (compuestos de síntesis del tipo glucosa + alcohol, glucosa + feno enol o glucosa osa + aldeh dehídos) os). h. Ácidos orgánicos, s ales y ésteres: ác. oxálico, ác. cítrico, ác. málico, etc.

i.

Lípidos: grasas y aceites (ésteres glicéricos), ceras (ésteres no glic gl icér éric icos os), ), acei aceittes es esen enci cial ales es (d (der eriv ivad ados os del del terpe erpeno no)) , etc. etc.  j. Resinas. k. Compuestos nitrogenados: proteínas, aminoácidos, aminas, bases orgá or gáni niccas, as, alc alcal aloi oide des, s, puri purina nas, s, pi piri rimi midi dina nass y ác ác.. Nu Nucl clei eiccos os.. l. Pi Piggmen mentos: os: clor clorof ofiilas, las, carot aroten enoi oide des, s, ant antocia ociani nina nas. s.

 

1) . 2) Sales mineral minerales: es: anione anioness y cati cationes ones..

 

3.1.2 Contenido de materia orgánica del suelo su ag la er or án suel prsesen cEonnsuel stelo ituoyseagrí ntríc escolas, des,l lasumealoteria , iamorg iegnáni traisca qsu uele e e erenpres ueent lotsar fel or1es  t–a3le%s,deeslotes porcentaje puede elevarse mucho. El horizonte superficial es, normalmente, el que contiene un mayor contenido en materia orgánica, mientras que el contenido va disminuyendo progresivamente con la profundidad.

3.1.3 Evolución de la materia orgánica orgánica del suelo En la evolución de la materia orgánica de la materia orgánica se pueden creoansi ns er ers egún om es qu rvoiren enen ccidioera naers dqiuveer sseaslleevtaapnaas,csaeg boún . Enloes scteomp sepnutest idotos , laque meatienrtiearvi gáen nicya dlaesl suelo puede asemejarse a un conjunto de sustancias carbonadas tr tran ansf sfor orma mada dass por por la biom biomas asaa micr microb obia iana na a dis disti tint ntaa velo veloci cida dad. d. En est este pr proc oces eso o de tran transf sfor orma maci ción ón pu pued eden en dist distin ingu guir irse se var aria iass etap etapas as::

 

1) Mineralización primaria, o mineralización rápida. Se trata de un

complejo sistema de reacciones bioquímicas que actúa sobre los comp ompue uesstos or orggáni ánicos sen sencillllo os que que hay en el sue suelo, lo, como omo resu esultad ltado o de la descomposición y biodegradación de la materi a orgánica aportada. A su vez, esta etapa consta de dos fases: a. Proliferación microbiana: a partir de sustancias fáciles de descomponer b. Descenso de la población microbiana: como resultado del descens enso de carbono ono dispon oniible, que ha salido del sistem emaa en form orma

e CO2. 2) d . Suponiendo que la adición de materia orgánica es Humificación puntual, esta fase se inicia inmediatamente después de la fase de proliferación microbiana, y prosigue a medida que disminuye la poblaci pobl ación ón microb microbian iana. a.

 

orgánica del suelo 3.1.4 Propiedades de la materia orgánica La materia orgánica orgánica del suelo se caracteriza caracteriza por una serie de propiedades físicas, químicas y biológicas, que condicionan a su vez las propiedades del suelo. Se pueden destacar de stacar una serie de efectos de la materia orgánica sobre el suelo y las plantas: 1) Propiedades físicas.

a. La mat materi eriaa orgáni orgánica ca humific humificada ada pro propor porcion cionaa un col color or oscur oscuro o al suelo. Los cuerpos de color color oscuro absorben absorben más rradiación adiación lumínica lumínica que los cuerpos de color claro. b. El humu humuss tie tiene ne m may ayor or capaci capacidad dad de rete retenci nción ón d dee ag agua ua que que la la ar arcill cilla, a, por lo que juega juega un papel muy importan importante te en la economía del agua en el suelo. c. La ma mater teria ia orgá orgánic nicaa influ influye ye en el el ci ciclo clo d dee la eener nergía gía een n los ecos ecosis istem temas. as. d. La mater materia ia orgáni orgánica ca fav favore orece ce el des desarr arroll ollo o de la est estruc ructur turaa del suelo. suelo.

 

2) Propiedades químicas.

a.

Deb Debido ido a su ttama amaño ño y a que que ssee tr trat ataa de mo molé lécula culass car cargad gadas as el eléct éctric ricame ament nte, e, las sustancias orgánicas poseen un marcado carácter coloidal. b. Com Como o co coloi loide de fl flocu oculad lado, o, llaa ma mate teria ria org orgáni ánica ca h humi umific ficada ada aactúa ctúa com como o agente cementante cementante de las partículas de arcilla floculada y de las partículas de tamaño limo, constituyendo agregados y proporcionándoles estabilidad. c. La capa capacid cidad ad ap apro roxim ximada ada d dee in inte terc rcamb ambio io ca catió tiónic nico o del hum humus us eess ele eleva vada. da. Esto es importante, ya que supone la posibilidad de tener un depósito de iones minerales que pueden ser cedidos a la solución del suelo y asimilados por las plantas.

3) Propiedades biológicas.

a.

La m mat ateri eriaa org orgáni ánica ca d del el ssuel uelo o con consti stituy tuyee u una na iimpo mporta rtant ntee fuent fuentee de eener nergía gía y nutrientes para los microor microorganismos ganismos del suelo. b. La ma mate teria ria or orgá gánic nicaa inf influy luyee tambié también n sobr sobree algu algunos nos as aspec pectos tos fi fisio siológ lógico icoss de las plantas. Al degradarse y transformarse, la materia orgánica libera compuestos nutritivos nutritivos y hormonales que actúan sobre las plantas, generalmente generalm ente induciendo su desarrollo c. Fav avor orece ece los pr proce ocesos sos d dee in inte terc rcamb ambio io d dee fl fluid uidos, os, aall in influ fluir ir ssobr obree la

porosidad y la estructura del suelo.  

3.2

Sustancias húmicas

En la actualidad, el estudio de los componentes orgánicos del suelo no permite trazar una diferencia clara entre las sustancias húmicas y no hú úm miiccaass dinecllusyueeloa. lDoes upnrom h duocdtoos goen rgeárnailc, oesl sceonncciellpotso rdeesusltuasnttaensciadse nloa descomposición inicial de los restos orgánicos, como las grasas, amiinoác am noácid ido os, azú azúcares ares,, etc., presen sentes tes en el suel suelo. o. La fr frac accción ión restan antte de la materia orgánica del suelo constituiría el grupo de las sustancias húmicas. Para los investigadores, sin embargo, la diferencia no está tan clara como omo parece a simpl plee vista. El concepto de humus o sustancias húmicas engloba a su vez dos tipos de sussta su tanc ncia ias: s: los los ác ácid idos os húm húmic icos os y la lass humi humina nas. s.

3L.o3s dTiisptoinstodse htiupm osusde humus se establecen en función de su morfología y composición. La actividad biológica del suelo, las características físicas y químicas del sustrato, la vegetación y el clima influyen sobre el grado de estabilización y maduración de los complejos húmicos que se forman en el suelo. De una manera muy general, los tipos

básicos de humus que podemos encontrar en el suelo son tres: humus mor, hum humus mod oder er y hum humus mull.  

3.3.1 Humus mor  El humus mor es un tipo de humus que se encuentra en suelos con una relación C/N superior a 25 (hasta 30 ó 40), y un porcentaje de saturación del complejo de cambio inferior a 15. El humus mor es un tipo de humus de muy lenta evolución, como consecuencia de la lenta tasa de mineralización de la materia orgánica. La lenta mineralización realizada por hongos acidófilos y otros organismos favorece la formación de una capa de residuos gruesa sobre la superficie del suelo, y con frecuencia se mantiene la estr es truc uctu turra anat anatóm ómic icaa orig origin inal al de lo loss re rest stos os veg egeetale tales. s.

3.3.1 Humus moder 

El moder es una forma intermedia entre el mull y el moder. Está presente en suelos con una relación C/N del horizonte superior entre 15 y 25, así como una saturación del complejo de cambio también entre 15 y 25%, como ocurre en los sue suelos podzól óliicos, os, el loess o las praderas de montaña. El hum humus moder se forma cuando la activid vidad de las bacteria iass y actinomi omicetos es reducida, siendo más importante la actividad de algunos artrópodos y de loss hongo lo hongoss ac acidó idófi filo los. s.

1 uH 3 El.3.m ll um esusum n ultlipo de humus muy evolucionado, típico de suelos

naturale less y de si sisstemas biol iológicamente activos. os.  

3.4

Relación C/N

El contenido en humus del suelo, del mismo modo que sus propiedades, depende de la capacidad mineralizante de la biomasa edáfica y del aporte de materia orgánica que se realiza al suelo de forma natural (hojarasca) o artificial (estiércol, compost, etc.). La biomasa representa aproximadamente un 1- 2% del total de la materia orgánica del suelo. La fracción de la materia orgánica correspondiente a la biomasa está cons onsti titu tuid idaa por por mic icrroor oorgan aniismos smos,, micr microf ofau auna na (com omo o gus usan anos os,, pequ pequeñ eños os insect ins ectos, os, etc.) etc.).. Desde un punto de vista biológico, la caracterización de los suelos no sólo se basa en la naturaleza y la descripción del humus, sino también en el contenido de materia orgánica total y la relación entre el C y el N del total del suelo (relación C/N).

 

3.5

La materia orgánica en los suelos cultivados

En el caso de los suel uelos culti tivvados, os, la influenci ncia de fact actores ores eda edafoge ogenéticos como el clima o la vegetación se ven pr prof ofu und ndaamente modificados deb debido a las práct ctic icas as de cult cultiv ivo. o. De mod odo o gener eneraal, puede ede dec decirse que la transfor orm mación que lleva a cabo el Hombre sobre los suelos cultivados produce un aumento de la tasa de mineralizaci ón de la materia orgánica. Esto tiene como efecto un aumento apreciable de las concentraciones de los elementos nutritivos asimilables en el suelo, y por lo tanto, un aumento de la fertilidad.

 

4 BIOLOGÍ BIOLOGÍA A DEL SUELO 4En.1 elOrsguaenliosmovsivdeenl suuenlao ser ie de organismos adaptados a las condiciones de este sistema. Cuantitativamente, la mayoría de estos organismos pertenecen al reino vegetal. Sin embargo, la importancia de animales, es, hongos ngos y bacterias es extr xtraord ordinariamente ele elevada en cuanto al cicl ciclo o de los los nu nutr trie ien ntes. es. Los organismos afectan a la formación y evolución de los suelos de una forma activa, por lo que son considerados uno de los factores formadores dell suel de suelo. o. Lmaasdprleancotams,opaorlaeajedm ntaritbeuriyaeonrgtaánntiocaaallasufrealogmentación de la roca icpiólon,dceom olo ogía de de los los or orggani nissmos del suelo 4.2 Ecol El suelo posee una gran variabilidad espaciotemporal, espaciotemporal, y constituye un sistema fragmentado en múltiples microambientes. Las condiciones bajo las que se desarrollan los microorganismos vienen

condicionadas por varios factores, entre los que destacan los siguientes:  

1) Di Disp spon onib ibililid idad ad de en ener ergí gía a y nu nutr triien ente tes: s: a. Las principales fuentes de energía para los microorganismos del suelo elo son la luz sola olar (microo oorrganismos fotos otosiintéti éticos) os), comp ompuestos orgánicos (autótrofos) y determinados compuestos minerales (quimiolitotrófos). b. Sustancias aceptoras de electrones, que intervienen en reacciones redox. Entre estas sustancias se encuentran el O2, algunos compu ompues esttos org orgánic ánicos os,, el NO3 O3-, -, NO2NO2-,, SO42 SO42-, -, etc. etc.

c. Como fuentes de carbono, los organismos pueden utilizar compuestos inorgánicos, como el CO2 o HCO3- , así como compues com puestos tos orgánic orgánicos. os. d. Factor ctores es de crec eciimiento: vitaminas y aminoáci ácidos. os. e. Elementos esenciales, entre los que se encuentran el C, H, O, N, P, K, S, Ca, Mg, Fe, Mn, Cu, Zn, B, Mo, etc. 2) co cond ndic icio ione ness de dell me medi dio: o: a.

Temperatura. Los seres vivos poseen un intervalo de temperatura en el que

desarrollan su actividad, así como una temperatura óptima. b Diissp po on niib biilliid daadd ddee aogxuígae.no. En el suelo existen diversos ambientes en c.. D

func fu nció ión n de la disp dispon onib ibililid idad ad de oxí xíggeno. eno.  

4.3 3 Cl Clas asifific icac ació ión n de lo loss or orga gani nism smos os de dell su suel elo o 4. 4.3.1 Tipos de organismos según su tamaño Una forma relativamente fácil de clasificar a los organismos del suelo está en función de su tamaño. Este tipo de clas asiifi ficcació ión n es poc poco út útiil, aun unq que pe perrmite ite agr gru upa parr de forma rápi pid da e intuitiva a los se serres vivos de dell su sueelo lo.. Segú Se gún n su tama maño ño,, los los or orggan anis ismo moss de dell su suel elo o pu pued eden en ag agru rupa parrse en tr tres es cl clas ases es dis distint tintas as:: 1) Macrobiota a. Macrofauna. Dentro de este grupo se encuentran los animales que viven en el suelo sue lo:: ra rato tones nes,, to topo pos, s, mu musar sarañ añas, as, re rept ptililes, es, mi miriá riápo podo dos, s, mo molus lusco cos, s, lomb lombri rices ces,, et etc. c. b. Macroflora. A excepción de las plantas de tallos subterráneos, esta clase está constituida fundamentalmente por las raíc es de las plantas superiores. 2) Mesofauna. Individuos con tamaño comprendido entre 20 mm y 200 mm. En este grupotodos sedos, e,nmol cueuscos, ntraos, n et losc. pequeños invertebrados, como artrópodos, anélidos, nemá nemáto molusc etc. 3) Microbiota. Organismos con tamaño menor de 200 mm. Los microorganismos pued pu eden en ag agru rupa parrse a su vez en do doss cl clas ases es,, se segú gún n su na nattur ural aleeza: a. Microfaun unaa: animale less de muy pe peq queñ eño o tam amaaño, como los los rotífer ero os, los los pr pro otozoos y los los ne nema mattodo doss de tam amañ año o más pe pequ queñ eño. o. b. Mi Micr crof oflo lora ra:: ba bact cter erias ias,, act actino inomi micet cetos os,, ho hong ngos os y alga algass uni unice celul lular ares. es.

 

Pequeños vertebrados

Plantas

Nematodo

Figura 4-3. Macrobiota (6 cm – 2 cm).

Hongo

Hormiga

Figura 4-4. Mesobiota (20 mm  –200mm).

Bacteria Figura 4-5. Microbiota (< 200 mm).

Alga diatomea

 

4.3.2 Tip Tipos os de organismos según su metabolismo metabolismo Los organismos del suelo pueden clasificarse también según la forma en que obtienen la energía y el carbono para su suss funciones metab aból óliicas. De esta manera se puede pueden n es esta tabl blec ecer er ci cinc nco o tipos tipos pr prin inci cipa pale les: s: 4) Autótrofos. Mediante la fotosíntesis, los or orgganismos autót ótrrofos obtienen la energía a partir de la luz, y obtienen carbono orgánico a partir del CO2 atmosférico. Entre estos organismos se encuentran las algas, las bacterias foto fo tosi sint ntét étic icas as o las las plan planta tass su supe peri rior ores es.. 5) Qu Quim imio iolilitó tótr trof ofos os.. Lo Loss or orggan anis ism mos qu quim imio iolilittot otrrof ofos os ob obti tien enen en en ener ergí gíaa a pa part rtir ir de reacci accion ones es quím químic icas as,, y fija fijan n el ca carb rbon ono o a pa part rtir ir de dell CO2 atm tmos osfférico rico.. 6) Heterótrofos. Los organismos heterótrofos requieren el aporte de los compuestos orgánicos que les sirven como fuente de energía y de carbono. Son responsables de la destrucción mecánica de los residuos orgánicos. Obtienen la energía mediante la oxidación de moléculas hidrocarbonadas ri rica cass en en ener ergí gía, a, co con n de desp sprren endi dimi mien entto de CO CO22 (r (res espi pirrac ació ión) n).. 7) Simbióticos. Los organismos simbióticos obtienen energía y nutrientes mediante su asociación, de modo que ambos componentes obtienen algún beneficio.

 

4.4 4 4.

Loss org Lo organ anis ismo moss del del su suel elo o com como o fac facto torr for forma mado dor  r 

La actividad de los organismos que viven en el suelo condiciona el desarrollo de eco stnsid e,ide tearnad too sdecom sdeo uun n oade spelo cstofact ico om qore uíems ide col. su Poelo. ro.lo tanto, deben ser cons ado omo uno los acfítsor ore es cfor orm moad ador del suel De este modo, puede esquematizarse la influencia de los organismos sobre el suelo de la siguiente manera: 1) Actividad mecánica. a.

Logsán ainco ims.aEs lestedpr eloce seuso elofacil eivtaanla aalt abació oión lna qu fraímic gm tasctieóri nordedelolo ss rres estidos u,oys or org áni cos. Est proc acllili altcer erac quím icaaenpo pos rior los est os, porr lo tan po antto lo loss pr proc oceeso soss de miner neraliz alizac ació ión n y hu hum mific ficac ació ión. n. b. Bioturbación del material del suelo, lo que favorece la asociación de co comp mpon onen ente tess or orgá gáni nico coss e in inor orgá gáni nico cos. s. 2a.) Los Activorg idaanismo d qsmos uímsicapue . den secr organi pueden secret etar ar pr produ oducto ctoss or orgá gánic nicos os activ activos os que fa facil cilit itan an la alteración química de la roca. Así mismo, pueden inducir la formación de complejos y quelatos. b. La ac activ tivida idad d enz enzimá imátic ticaa de lo loss or organ ganism ismos os pe perm rmite ite la de degr grada adación ción de lo loss compuestos orgánicos orgánicos moléculas más sencillas (por ejemplo: la obtención de aminoácidos a partira de proteínas).