UNIVERSIDAD NACIONA
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y
L ABIERTA Y A DISTANCIA
A DISTANCIA
ESCUELA DE CIENCIAS AGRICOLAS, PECUARIAS Y DEL MEDIO
ESCUELA DE CIENCIAS AGRICOLAS, PECUARIAS Y DEL MEDIO
AMBIENTE
AMBIENTE
30160
30160 –– MANEJO Y CONSERVACION DE SUELOSMANEJO Y CONSERVACION DE SUELOS
SUSANA GÓMEZ POSADA
SUSANA GÓMEZ POSADA
(Director Nacional)
(Director Nacional)
UNIDAD 1
UNIDAD 1
PEREIRA
PEREIRA
Agosto de 2010
Agosto de 2010
INDICE DE CONTENIDO INDICE DE CONTENIDO INTRODUCCIÓN
INTRODUCCIÓN ... 8... 8 UNIDAD
UNIDAD UNO ...UNO ... ... 1212 EL
EL SUELO SUELO COMO COMO SISTEMA SISTEMA ... 12... 12 CAPITULO
CAPITULO 1: 1: GENESIS DEL GENESIS DEL SUELO SUELO ... 14... 14 Lección
Lección 1: 1: Material Material Parental Parental ... 14... 14 1.1
1.1 Horizontes Horizontes del del Suelo ...Suelo ... 14... 14 1.2
1.2 Material Material Parental ...Parental ... 16... 16 Lección 2:
Lección 2: Factores y PrFactores y Procesos de ocesos de Formación del suelo ...Formación del suelo ... 21.. 21 2.1
2.1 Procesos Procesos de de Formación...Formación... 21.. 21 2.2 Factore
2.2 Factores de s de Formación del Formación del suelo ...suelo ... 28.. 28 Lección 3:
Lección 3: Clases taxonómicas Clases taxonómicas de suelo de suelo y susceptibilidad a y susceptibilidad a la degradación la degradación ... ... 3434 3.1 Entisoles,
3.1 Entisoles, Inceptisoles e Inceptisoles e Histosoles ...Histosoles ... 35... 35 3.2
3.2 Andisoles Andisoles y y Alfisoles Alfisoles ... 37... 37 3.3
3.3 Molisoles Molisoles y y Vertisoles Vertisoles ... 38... 38 3.4
3.4 Oxisoles Oxisoles y y Ultisoles ...Ultisoles ... 39... 39 Lección 4: Propiedades Físico químicas del suelo que influyen en la estabilidad de Lección 4: Propiedades Físico químicas del suelo que influyen en la estabilidad de agregados. agregados. ... ... 4343 4.1 4.1 Textura ...Textura ... 43... 43 4.2 4.2 Porosidad ...Porosidad ... ... 4444 4.3 4.3 Estructura ...Estructura ... 44... 44 4.4.
4.4. Consistencia Consistencia del del Suelo Suelo ... 48... 48 4.5 Resistencia
4.5 Resistencia del Suelo del Suelo al Esfuerzo al Esfuerzo Cortante ...Cortante ... 50.. 50 Lección 5: Clases A
Lección 5: Clases Agrológicas del Suelo grológicas del Suelo (Land Capability Classification) ... 53(Land Capability Classification) ... 53 CAPITULO
CAPITULO 2: 2: BIOLOGIA BIOLOGIA DEL DEL SUELO SUELO ... 56... 56 Lección
Lección 6: 6: Ingenieros Ingenieros del del suelo suelo ... 56.. 56 Lección 7: Materia orgánica el Suelo (MOS) y capacidad de Resiliencia del
Lección 7: Materia orgánica el Suelo (MOS) y capacidad de Resiliencia del suelo
suelo ... ... 6060 7.1 Fra
7.1 Fracciones de cciones de la Materia la Materia Orgánica dOrgánica del Suelo el Suelo ... 62.. 62 7.2 Materia orgánica del
7.2 Materia orgánica del Suelo y Capacidad de Suelo y Capacidad de Resiliencia del suelo ... Resiliencia del suelo ... 6464 Lección
Lección 8: 8: Ultraestructura Ultraestructura del del suelo ...suelo ... 66.. 66 Lección
9.1 Manejo
9.1 Manejo del suelo del suelo y Captura y Captura de Carbono ...de Carbono ... 77... 77 Lección
Lección 10. 10. Calidad Calidad del del Suelo Suelo ... 81.. 81 10.1
10.1 Indicadores Indicadores de de Calidad del Calidad del Suelo Suelo ... 81... 81 CAPITULO 3:
CAPITULO 3: ATRIBUTOS EMERGENTES DEL ATRIBUTOS EMERGENTES DEL SISTEMA SUELO SISTEMA SUELO ... ... 8686 Lección 11.
Lección 11. Fertilidad ....Fertilidad ... ... 8888 11.1
11.1 Carbono, Carbono, MOS y MOS y Nitrógeno ...Nitrógeno ... 88... 88 11.2
11.2 C.I.C ...C.I.C ... 90... 90 11.3
11.3 Disponibilidad Disponibilidad de de Fósforo ...Fósforo ... 91... 91 11.4 Bases
11.4 Bases cambiables y cambiables y elementos menoelementos menores ...res ... ... 9292 11.5 Manejo de
11.5 Manejo de Suelo y disponSuelo y disponibilidad de nutrientes ... ibilidad de nutrientes ... 9595 Lección 12.
Lección 12. Salinidad ....Salinidad ... ... 8888 88 12.1 Factores
12.1 Factores formadores formadores de de suelos salinos ....suelos salinos ... 98... 98 12.2
12.2 Suelos Suelos Salinos Salinos ... 99... 99 12.3
12.3 Suelos Suelos sódicos ...sódicos ... 100... 100 12.4. Suelos
12.4. Suelos Alcalinos, Calcáreos Alcalinos, Calcáreos y Magnésicos ...y Magnésicos ... ... 102102 Lección 13: Degradación química del suelo: Exceso o Pérdida de Materia
Lección 13: Degradación química del suelo: Exceso o Pérdida de Materia Orgánica
Orgánica ... ... 104104 13.1 Pérdida
13.1 Pérdida de MOS de MOS por acción por acción biológica ...biológica ... ... 104104 13.2 Per
13.2 Perdidas de didas de MOS por MOS por Mecanización Mecanización ... 106... 106 13.3
13.3 Contaminación Contaminación por por Materia Materia orgánica orgánica ... 108... 108 Lección 14.
Lección 14. Degradación química Degradación química del suelo: del suelo: Contaminación Contaminación ... 110... 110 14.1. Naturaleza
14.1. Naturaleza de de los contaminantes ...los contaminantes ... 110... 110 14.2 Mecanismos
14.2 Mecanismos de Resiliencia de Resiliencia del Suelo del Suelo ante la ante la Contaminación Contaminación ... ... 113113 Lección 15:
Lección 15: Índices de Índices de Calidad y Calidad y Degradación deDegradación del Suelo l Suelo ... ... 117117 15.1
15.1 Salinización ...Salinización ... 1... 11717 15.2
15.2 Perdidas Perdidas de de MOS ...MOS ... 117... 117 15.3
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
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
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
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
Colombia-La 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.
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 106 de hectáreas por erosión hídrica, 474 x 106 de hectáreas, como erosión por el viento, 50 x 106 de hectáreas, por degradación física, y 213 x 106 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.”
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.
UNIDAD 1
Nombre de la Unidad El Suelo Como Sistema
Introducción 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.
Intencionalidades Formativas 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.
Denominación de capítulo 1 GENESIS DEL SUELO Denominación de Lección 1 Material Parental
Denominación de Lección 2 Procesos de formación del suelo
Denominación de Lección 3 Clases taxonómicas de suelo y susceptibilidad a la degradación
Denominación de Lección 4 Propiedades Físico químicas del suelo que influyen en la estabilidad de agregados
Denominación de Lección 5 Clases agrologicas de Suelos Denominación de capítulo 2 BIOLOGÍA DEL SUELO Denominación de Lección 6 Ingenieros del Suelo
Denominación de Lección 7 Materia orgánica y capacidad de Resiliencia del suelo
Denominación de Lección 8 Ultraestructura del suelo Denominación de Lección 9 Ciclo del Carbono y MOS Denominación de Lección 10 Calidad del suelo
Denominación de capítulo 3 ATRIBUTOS EMERGENTES DEL SISTEMA SUELO
Denominación de Lección 11 Fertilidad
Denominación de Lección 12 Degradación química del suelo : Salinización
Denominación de Lección 13 Degradación química del suelo: Perdida de materia orgánica
Denominación de Lección 14 Degradación química del suelo : Contaminación
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.
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.
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.
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.
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
presumiblemente dio origen al solum. El horizonte C puede haber sido modificado aún si no hay evidencias de edafogénesis1.
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 SiO4.
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.
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
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.
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
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.
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.
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.
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
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.
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.
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
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.
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.
5 Proceso de transformación de minerales y rocas no arcillosos en arcillosos (por ejemplo:
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.
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.
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
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.
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.
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.
Figura 18. Microestructura del suelo. Raíces ejerciendo acción mecánica
Nótese las hifas de hongos formando Microagregados de suelo.
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.
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 crioclastismo6, 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.
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.
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.
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).
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
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.
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
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).
