El suelo: origen, estructura y cmposicióN. La utilizacion delsuelo. La contaminación del suelo. MÉTodos de analisis de suelos




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PREPARAOPOS 07 TEMA 17: SUELOS

Tema 17.

EL SUELO: ORIGEN, ESTRUCTURA Y CMPOSICIÓN. LA UTILIZACION DELSUELO. LA CONTAMINACIÓN DEL SUELO. MÉTODOS DE ANALISIS DE SUELOS.
1. EL SUELO: FORMACIÓN, MORFOLOGÍA Y COMPOSICIÓN

1.1. El proceso de edafogénesis

1.2. El perfil del suelo

1.3 Los componentes edáficos

a) Fase sólida

b) Fase líquida

c) Fase gaseosa
2. PROPIEDADES DEL SUELO.

2.1 Propiedades físicas

a) Textura

b) Estructura: porosidad y permeabilidad

c) Humedad edáfica
2.2 Propiedades químicas

a) Acidez del suelo: pH

b) Capacidad de intercambio de iones

c) Factores que influyen en la absorción de nutrientes.
3. CLASIFICACIÓN DE LOS SUELOS

3.1 Suelos zonales

a) Suelos de latitudes altas

b) Suelos de latitudes medias

c) Suelos de latitudes tropicales y ecuatoriales.

3.2 Suelos intrazonales.
4. SUELOS DE LA PENÍNSULA IBÉRICA
5. DEGRADACIÓN SUELO: EROSIÓN, CONTAMINACIÓN Y DESERTIFICACIÓN

5.1 Erosión del suelo

a) Formas de erosión

b) Factores que influyen en la erosión del suelo

5.2 Contaminación, salinización y anegamiento del suelo.

5.3 Desertificación de la Tierra.

a) Desertificación en el mundo

b) Desertificación en España

5.4 Medidas para combatir la erosión y la desertificación

a) medidas de carácter forestal

b) Medidas de carácter agrícola.
6. USOS DEL SUELO
7. ANALISIS DE SUELOS

1. EL SUELO: FORMACIÓN, MORFOLOGÍA Y COMPOSICIÓN

1.1. El proceso de edafogénesis

El suelo es la capa superficial de la corteza terrestre en las áreas continen­tales, resultante de la alteración del sustrato litológico.
a)La edafogénesis

El proceso de formación del suelo (edafogénesis), parte de un sustrato rocoso (roca desnuda o roca madre), sobre el que actúan los agentes meteorizantes y erosivos, fundamentalmente los climáticos, provocando, por una parte una disgregación tísica de sus componentes y por otra, una alteración química de sus constituyentes mineralógicos.
Sobre este sustrato se asientan en pri­mer lugar los líquenes y cianobacterias, y posteriormente los musgos. Son organismos carentes de raíces verdaderas con capacidad de fijarse en la roca y absorber agua, al tiempo que la humedad retenida con­tribuye a la degradación de la roca. Estos colonizadores contribuyen con su actividad biológica a transformar el sus­trato sobre el que se asientan de forma que se origina un tapiz en el que caen semillas, que al germinar desarrollan un sustrato vegetal inicial. Las plantas van introduciendo sus raíces por las pequeñas fisuras de la roca y van alterando la roca cada vez más.
Mientras tanto, los agentes erosivos continúan su acción de tal forma que, al cabo de cierto tiempo, se habrá formado una capa de suelo, que conforme vaya evolucionando, se hará más profunda. Se constituye así el perfil del suelo, en cuya base se localiza la roca madre, a una pro­fundidad que puede oscilar dependiendo de su grado de evolución.(cm a m)
b)La Factores que intervienen en la edafogénesis

La formación del suelo y el tipo de suelo originado dependen de una serie de factores, entre los que destacan:

  • El clima: Es el más importante de todos los factores. Los más importantes son la Tª y la humedad. La Tº influye en la velocidad de reacción. Su aumento influye en la hidratación, oxidación y carbonatación haciéndolas más intensas en su ataque. El aumento de humedad favorece la Mat. Org. Y disminuye la presencia de sales. Sin embargo, en zonas secas se producen concentraciones salinas de carbonatos o sulfatos.. Por el contrario el exceso de precipitaciones ocasiona un lavado de los componentes del suelo.




  • Biológicos: La presencia de seres vivos en el suelo depende de factores litológicos y climáticos pero, una vez establecidos, es muy importante su influencia. Los organismos que viven en el suelo son: virus, bacterias, hongos, algas y plantas superiores, protozoos, gusanos, artrópodos, gasterópodos y pequeños mamíferos.


Las bacterias quimiosintéticas y los hongos ayudan a formar humus mientras que los virus suelen ser bacteriófagos. Las plantas superiores disgregan el suelo al penetrar sus raíces y aumentan la fracción orgánica cuando mueren algunas de sus partes (hojas, flores, frutos…)
Los gusanos difieren y remueven el suelo, los artrópodos se alimentan de tejidos muertos aumentando la materia orgánica transformada en humus, mientras que los pequeños mamíferos airean y aumentan la M.O. del suelo. Sin embargo, los protozoos al ser depredadores de microorganismos, son perjudiciales.


- Topográficos: Los suelos serán esacos o nulos en laderas de elevada pendiente, mientras que las depresiones tampoco son aptas ya que se destruyen horizontes continuamente por la acumulación continuada de materiales. los suelos que se forman en terrenos llanos son los más profundos.
- Litológicos: La roca madre que ha de formar el suelo puede ser de cualquier tipo. Ahora bien, las diferencias de meteorización entre unas y otras hacen más aptas para este fin a las que más fácilmente se desintegran y descomponen. En la desintegración mecánica las calizas son muy resistentes, las pizarras lo son poco y menos aún las areniscas. Hay rocas que se descomponen muy difícilmente como el pórfido y la fonolita.
Los tipos de rocas más comunes en la superficie terrestre son los carbonatos y los silicatos. Los carbonatos se disuelven en el agua de lluvia cargada de CO2, en forma de bicarbonato cálcico, soluble en agua. Los silicatos responden de forma diferente a los agentes químicos. P.ejemplo, el cuarzo es prácticamente inatacable por los gentes químicos, y sólo es atacado por agentes físicos. En ambos casos, el resultado de su alteración es la formación de minerales arcillosos, que constituirán la base del suelo que se va a formar. Los elementos accesorios resultantes de la alteración (Fe, Mg, Ca…) le proporcionan al suelo diversas características.
- El tiempo: A medida que transcurre el tiempo, el suelo va evolucionando, de tal forma que se puede hablar de suelos jóvenes y maduros. Estos últimos se encuentran en equilibrio con la vegetación y el clima. Entonces hablamos del clímax del suelo, que es el perfil que está en equilibrio con las con­diciones climáticas características de una región.

Se requieren unos 50-80 años para que se origine un suelo mínimamente constituido, que puede tardar hasta 10.000 años en alcanzar la madurez.
- Acción antrópica: el hombre puede modificar la evolución de los suelos alterando su estructura y composición y cambiando la vegetación. En general, la acción antrópica sobre el suelo provoca su evolución regresiva, es decir, que le aleja del clí­max, y en numerosas ocasiones supone su degradación.
1.2. El perfil del suelo

El suelo está estructurado desde la superficie hasta la roca madre en una serie de estratos más o menos horizontales llamados horizontes, que se diferencian entre sí por su estructura, composición y propiedades. El conjunto de horizontes de un suelo se denomina perfil edáfico.
Un perfil completo consta de dos tipos de horizontes: los más superficiales son los de eluviación o arrastre (A); debajo suyo se encuentran los de iluviación o acumulación (B), que descansan sobre el material rocoso que se está degradando (C).
· El horizonte A es un horizonte de acumulación de materia orgánica en el que parte de sus componentes minerales han sido lavados o arras­trados hacia horizontes más profundos. Es una capa muy importante porque proporciona al suelo los elementos nutritivos en forma asimilable para las plantas. Es donde viven la mayoría de las plantas. Su color es oscuro a negro debido a la gran cantidad de humus. Dentro de este horizonte se pueden distinguir varios subhorizontes, según su grado de madurez:

A1, con organismos muertos no alterados

A2, de fermentación de sustáncias orgánicas.

A3, de humificación

A4, de decoloración o blanqueada.
· El horizonte B es un horizonte de acumulación de materia mineral, enriquecido por los elementos que provienen del horizonte superior. También se llama horizonte de precipitación o acumulación. Esta menos alterado ycon menos humus que el A, pero donde llegan las raíces de los vegetales, el oxígeno y el anhídrido carbónico atmosféricos. Su color es pardo rojizo o amarillento, debido a la presencia de óxidos de hierro y a la menor presencia de humus.
· El horizonte C está compuesto por fragmentos de la roca madre más o menos alterados, pero sin humus, donde las aguas penetran y adonde difícilmente llegan las raíces y los gases atmosféricos. Está formado en su mayor parte por abundantes cantos sueltos embebidos en una matriz de arena y arcilla. Tanto el tamaño como la abundancia de éstos cantos aumenta hacia su parte inferior.
· Finalmente, el horizonte D es la roca madre inalterada, por lo que más que pertenecer al suelo marca su límite.

En los suelos poco evolucionados suele haber solo un horizonte A, que descansa sobre la roca madre: perfil AC. A medida que evolucionan, se va formando el horizonte B; cuando están muy evolucionados cada horizonte se va diferenciando y subdividiendo (A0, Ah, etc.).
1.3. Los componentes edáficos

En el suelo ha una mezcla de muchos componentes distintos. Por el esta­do físico en que se encuentran podemos distinguir tres fases: sólida, líquida y gaseosa.
a) Fase sólida

Está constituida por los organismos o la parte de ellos (raíces) que viven en el suelo y por la materia inerte, que constituye el armazón del suelo.
- ORGANISMOS.

Son imprescindibles para el correcto funcionamiento del suelo, tanto para su formación y evolución como para proporcionarle la fertilidad y estructura. Los principales son:
· Bacterias. Suelen vivir en zonas con materia orgánica y alrededor de la rizosfera (pelos absorbentes de las raíces). La mayor parte son qui­miolitótrofos o quimioorganótrofos, que intervienen en la humifica­ción y mineralización de la materia orgánica. Algunas bacterias fijan N2 atmosférico (Rhizobium).
· Hongos. Qui­miorganótrofos todos ellos. Descom­ponedores de la materia orgánica, sobre todo de la celulosa y lignína. Se desarrollan principalmente en suelos ácidos.
· Algas. Se incluye en este grupo a las algas verde-azuladas (cianofíceas o cianobacterias), muy importantes por la capacidad de algunas de ellas de fijar N2 atmosférico. Las algas viven cerca de la superficie, en zonas húmedas.
· Protozoos. Muy abundantes en suelos con gran cantidad de materia orgánica, de la que se alimentan.

· Animales. Todos ellos heterótrofos, se alimentan de materia orgáni­ca en descomposición o de otros organismos. Los más abundantes son invertebrados artrópodos, sobre todo ácaros, colémbolos y larvas de todo tipo de insectos, y no artrópodos predominando los nematodos. También se encuentran vertebrados (musarañas, topos, etc).
- MATERIA INERTE.

Conjunto de materiales de naturaleza orgánica e inorgánica que consti­tuye el armazón del suelo. Esta formada por:


  • Materia orgánica: constituida por restos de organismos en des­composición que forman el humus, de estructura más o menos organizada, y los compuestos húmicos, en estado coloidal. Su cantidad es pequeña, normalmente no supera el 5 % en peso del total de la materia inerte, y va disminuyendo su proporción en profundidad




  • Materia inorgánica o mineral: constituye, aproximadamente, un 95 % del total de la materia inerte. Está formada por fragmentos de roca sin alterar: limos, arenas, gravas, etc,; y por la fracción fina del suelo, constituida por minerales alterados, sobre todo arcillas, que recibe el nom­bre de complejo de alteración. La materia inorgánica constituye la base de la estructura y textura del suelo. Forma parte, junto con los compuestos húmicos, del complejo absorbente o complejo de cambio, de donde las plantas obtienen buena parte de sus elemen­tos nutritivos.


b) Fase Líquida

Es una disolución acuosa de diferentes iones, que ocupa fundamentalmente los poros más pequeños del suelo (microporosidad). - Cationes: Na+, K+, Ca++, Mg2+. - Aniones: Cl-, NO3-, HCO-3, SO42-, PO43-. El agua del suelo puede ser de diferentes tipos según su movilidad:
- Agua circulante. Es la que se mueve por los poros y grietas del suelo. Puede ser:

  • Agua de gravitación. Tiene movimientos de escorrentía y drenaje. No es aprove­chable, pues se escurre con facilidad, pero sirve para formar las capas freáticas subterráneas.

  • Agua capilar absorbible. Llena los poros de tamaño intermedio y puede perderse a la atmósfera por evaporación o bien ser absorbida por las raíces de las plantas.


- Agua retenida. Es la que no circula o lo hace muy difícilmente. Puede ser:

  • Agua capilar no absorbible. Llena los poros más pequeños. Puede evaporarse lentamente y no es absorbible por las plantas.

  • Agua higroscópica. Es captada por el suelo a partir de la humedad atmosférica. Forma una fina película alrededor de las partículas del suelo y no puede evaporarse ni ser absorbida por las raíces.


c) Fase gaseosa

Es el aire del suelo. Su composición es parecida a la del aire atmosférico, pero con una menor proporción de 02 (20-20,5 %) y mucho mayor de CO2 (0,5-­1 %) debido a la gran actividad biológica que se desarrolla en el suelo.
2. PROPIEDADES DEL SUELO.

Las características físicas del suelo y las propie­dades químicas están íntimamente rela­cionados, y el crecimiento normal desarrollo de la vegetación depende de todas ellas ligadas entre sí.
2.1. Propiedades físicas

a) Textura

Es la distribución o proporción de los tamaños delas partículas sólidas existentes. Así encontramos:

FRACCIÓN

TAMAÑO (mm)

Arena gruesa

2 – 0.2

Arena fina

0.2 – 0.02

Limo

0.02 – 0.002

Arcilla (Fracción fina)

Inferior 0.002


La textura determina la capacidad de retención de agua y la permeabilidad. Los suelos arcillosos son porosos pero impermeables. Los suelos arenosos son muy permeables pero con escasa retención de agua.
Un suelo con textura predominante en cualquiera de las fracciones siempre será deficiente por alguna causa. Únicamente los suelos que posean fracciones gruesas y finas en proporciones adecuadas tendrán una textura equilibrada, siendo ligeros, aireados y permeables, con mediana capacidad de retención del agua y ricos en elementos nutritivos. Este tipo de suelo se denomina suelo franco, y su textura es limo-arcillo-arenosa.
b) Estructura: porosidad y permeabilidad

La estructura del suelo es la disposición v estado de agregación o cohesión de los componentes edáficos sólidos. Tiene importancia para el desarrollo vegetal, ya que determina algunas características importantes como permeabilidad, drenaje, lavado de nutrientes, etc.
Para evaluar el tipo y estabilidad de la estructura del suelo se puede recurrir a dos características, la porosidad y la permeabilidad.

- Porosidad: es el volumen de espacios vacíos del suelo expresado en porcentaje del volumen total. Oscila entre el 30 y el 60 %. Dependiendo del tamaño de los poros, la poro­sidad puede ser:

  • Macroporosidad. Son los poros de mayor tamaño (>8μ). Se pueden llenar de aire y agua.

  • Microporosidad. Poros de menor tamaño (<8μ). Sólo retienen agua.

Porosidad total = Macroporosidad + Micro­porosidad.
- Permeabilidad: es la velocidad de infiltración del agua en el suelo saturado. La infiltración se produce por gravedad y, lógicamente, cuantos mas huecos haya en el suelo más grandes sean, la permeabilidad será mayor; también aumenta mucho con el contenido en materia orgánica.
c) Humedad edáfica: el pF

Se puede establecer un balance hídrico en el suelo como la suma de las ganancias y pérdidas en un periodo determinado:

Reserva de agua = Ri + P - D - E - Ev

Ri : Reserva inicial de agua

P: Precipitaciones

D: Drenaje (percolación en profundidad)

E: Escorrentía (arrastre superficial)

Ev: Evaporación
De esta reserva de agua, parte puede ser extraída por la vegetación y se llama Reserva Útil (RU), y otra parte está fija en el suelo y se llama Reser­va no Utilizable.

Las fuerzas que determinan el movimiento del agua el suelo son de dos tipos:

- Fuerza gravitacional. Es la que actúa hacia abajo por gravedad.

- Fuerzas matriciales. Son las responsables de la retención del agua en el suelo, de forma que para poder extraerla se nece­sita una que recibe el nombre de potencial matricial, cuyo valor oscila entre y 15.000 mb. Para utilizar más cómodamente los valores del potencial matricial se recurre a su logaritmo, pF, que varia entre 0 y 7; cuanto mayor es, más fuertemente se encuentra retenida el agua en el suelo y, por consiguiente, más difícilmente podrá absorberla la planta.
Dependiendo del pF, se consideran tres tipos de agua en el suelo:

- Agua gravitacional. Es el agua móvil no utilizable por la planta. Su pF es inferior a 2,5.

- Agua de Capacidad de Campo. Es la humedad retenida a pF = 2.5.

- Agua de Punto de Marchita­miento. Es la humedad retenida a pF = 4.2; las plantas no pueden absorberla y, por tanto, se marchitan.

- El agua útil del suelo es el por­centaje de humedad que se encuentra entre la capacidad de campo y el punto de marchitamiento. pF 2,5 < agua útil < pF 4,2
2.2. Propiedades químicas

a) Acidez del suelo: el pH

La importancia del pH del suelo radica en su influencia para movilizar los nutrientes (los pH ácidos favorecen la absorción de aniones, y los básicos, la de cationes) y en la afinidad de los distintos tipos de vegetación para crecer mejor en un medio qué en otro según su acidez.
b) Capacidad de intercambio de iones

Las plantas necesitan absorber nutrientes para desarrollarse. Estos siempre son asimilados en forma inorgánica, y de ellos, solo el carbono y el oxígeno penetran en la planta por los estomas. Los demás nutrientes son absorbidos por los pelos radiculares.
En el suelo, los nutrientes pueden encontrarse en cuatro situaciones:

  • Disueltos en el agua del suelo (bicarbonatos, sulfatos, nitratos…)

  • Adsorbidos en el complejo de cambio; es decir, fijos a la superficie de los coloides del suelo. En esta forma se encuentran la mayoría de los cationes y algunos iones.

  • Fijos en el suelo. Son minerales inalterados, ricos en cationes, totalmente insolubles. A medida que se van alterando, los iones van pasando al complejo de cambio y entonces sí se pueden asimilar.

  • En forma orgánica, constituyendo el humus que necesitan mineralizarse por acción de los dscomponedores, pasando a formas inorgánicas asimilables.


c) Factores que influyen en la absorción de nutrientes

  • Exógenos:

· Temperatura: Su aumento incrementa los procesos de absorción hasta una Tª límite

· Luz: Al abrirse los estomas, facilitan la absorción de agua.

· Oxígeno: Su falta inhibe la absorción salina.


  • Endógenos:

· pH: A pH acido se absorben mejor los aniones y a pH básico los cationes.

· Antagonismo: El exceso de un ión puede perjudicar la absorción de otro, por ejemplo el K+ y el Mg++, inhiben la absorción de Ca++.
3. CLASIFICACIONES DE LOS SUELOS

Según el criterio que se utilice -petrográfico, climático o genético-, se obtienen distintas clasificaciones.
La clasificación petrográfica ha se basa en el predominio de uno de los integran­tes de la fracción mineral: suelos silíceos, arcillosos, calizos, salinos, lateríticos, etc.
La clasificación climática divide la Tierra en zonas climáticas, correspondiendo a cada zona un tipo de suelo.
La clasificación genética,_ más clásica y sencilla es la que divide los suelos en autóctonos y alóctonos. Los autóctonos son suelos formados por la meteorización de las rocas de ese mismo lugar (in situ). No hay apenas transporte y los productos descompuestos se quedan cubriendo la roca madre. Los alóctonos, por el contrario, se forman por los componentes que han llegado de fuentes de suministro alejadas del lugar de depósito.
De acuerdo a su evolución, se pueden considerar dos grandes tipos de suelos:

- Suelos zonales. Son aquellos que están condi­cionados por factores climáticos y alcanzan un pedoclimax climático.
- Suelos intrazonales. Están condicionados,-funda­mentalmente, por otros factores distintos de los cli­máticos, alcanzando un pedoclimax estacional. Son suelos menos evolucionados que los anteriores.
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