El_suelo._Fundamentos_sobre_su_formacion
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El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo CAPITULO I IMPORTANCIA DEL ESTUDIO GENÉTICO DE LOS SUELOS. 1. CONCEPTO DE GÉNESIS DEL SUELO El término de Génesis de los Suelos tuvo una aceptación muy destacada en la Pedología mundial a partir de los trabajos de Dokuchaev, a finales del siglo XIX, y en particular en Cuba a partir del año 1965, cuando se iniciaron estos estudios en forma sistemática, Ante todo hay que interpretar qué quiere decir la palabra Génesis de los suelos, en sentido general se admite como el origen de los suelos. Es decir, la génesis de los suelos tiene que ver con aquellas causas que dieron lugar a la formación de los suelos, lo que fue magistralmente determinado por el científico ruso V.V. Dokuchaev (1883). Él destacó que todos los suelos de la superficie terrestre están formados por la interacción compleja de factores naturales como el clima, las plantas y animales, las rocas madres, la topografía y finalmente de la edad del suelo. Esta concepción resultó de gran profundidad científica y tiene un significado práctico muy notable, dando lugar a la llamada fórmula Dokuchaviana (binomial), mediante la cual se establece que las propiedades de los diferentes suelos están dados por la interacción de los factores de formación y que determinada combinación de estas interrelaciones dan lugar a diferentes tipos de suelos. Factores de formación -----------(clima, roca madre, relieve, vegetación y tiempo) Tipos de suelos (propiedades) Esta concepción de Dokuchaev eliminó las teorías de los científicos alemanes encabezados por Ramman y Fallou, quienes a mediados del siglo XIX desarrollaron la Agrogeología, que reconoce al suelo como resultado de la intemperización de las rocas madres y establecieron una clasificación sobre los criterios mas que nada geológicos, por ejemplo los suelos se nombraron como suelos de calizas, de esquistos, de pizarras, graníticos, etc. La clasificación de suelos establecida por Dokuchaev dio al traste con estas ideas, preparando lo que se conoce como la primera versión de la clasificación genética de los suelos del mundo. Posteriormente al trabajo de Dokuchaev, los seguidores de su doctrina (Sibirtsev. Glinka, Neustruev , Prasolov, Vilenski, Guerasimov, y otros), profundizaron en los estudios sobre la génesis de los suelos, sobre todo en los territorios ruso-soviéticos, sugiriendo nuevos conceptos relacionados con las diferentes líneas o tendencias que se manifiestan por la interacción de los factores de formación de los suelos (Neustruev, 1932). Estas líneas o tendencias de formación de suelos fueron denominadas procesos elementales de formación de suelos (Guerasimov y Glazovskaya 1960 ). Teniendo en cuenta este nuevo concepto, se planteó entonces que la interacción de los factores de formación de suelos dan lugar a diferentes procesos de formación, los cuales se manifiestan a través de las propiedades de Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 1 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo los suelos, lo que constituye la génesis de los diferentes tipos genéticos de suelos. De esta forma , surge la llamada fórmula trinomial Neodokuchaviana (Guerasimov, 1964). Factores de formación ------ Procesos de formación -------- Tipos de suelo En resumen, se puede decir que la génesis del suelo es aquella parte de la Ciencia del Suelo (Pedología) que trata de los factores y procesos de formación del suelo y que incluye la descripción e interpretación de los perfiles de suelos y el estudio de sus propiedades. Debemos señalar que uno de los grandes problemas que ha tenido el desarrollo del estudio de la génesis de los suelos es que resulta extremadamente complejo poder dilucidar la interacción de los factores de formación de los suelos, sobre todo del factor tiempo, existiendo además complicaciones con los cambios climáticos que han tenido lugar durante la formación del suelo. Por esto muchos especialistas se dedican a constatar las propiedades de los suelos y esbozar hipótesis de su formación que muchas veces no aclaran exactamente la génesis de los suelos. Es necesario el trabajo en equipo, donde intervengan especialistas que puedan interpretar los problemas paleoclimáticos y geomorfológicos, que aclaren muchas incógnitas que quedan cuando se profundiza es esta línea de trabajo. Incluso en estos momentos cada vez más se refuerza el criterio de la importancia del estudio genético de los suelos como base agroecológica para el uso y manejo racional de los mismos (Hernández et al., 1997), sobre todo a la luz de los problemas actuales de los cambios globales en los suelos (Targulián, 1990; Hernández y Morales, 1999). No obstante, en los últimos años con la ayuda de la Paleopedología, y la datación con el carbono 14, se han obtenido resultados sobre el tiempo de formación de los suelos. En México en particular están los resultados de Sedov y Elizabeth Solleiro, en el Nevado Toluca y otros lugares donde han podido datar la formación de paleosuelos. Estos resultados fueron presentados recientemente en la Conferencia Internacional de Cambios Globales en los Suelos (Global Soil Change), que tuvo lugar en el Instituto de Geología de la UNAM en Marzo del 2005. Debido a los problemas actuales que han surgido por la influencia del hombre, que ha provocado los cambios globales, que se manifiestan en la naturaleza ( clima, vegetación, suelos), tenemos la opinión que la fórmula neodokuchaviana, como expresión de la génesis de los suelos debe enriquecerse a una fórmula mas actualizada, en la forma siguiente: FF---PF--Tipos de Suelos ---Actividad del hombre Suelos normales Suelos parcialmente transformados Suelos transformados (Agrosoles, Erosoles, Antrosoles). Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 2 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo 2. IMPORTANCIA DEL ESTUDIO DE LA GÉNESIS DEL SUELO En el estudio genético del suelo el pedólogo comienza por interpretar las propiedades del suelo a través del perfil y su posterior caracterización con los análisis de laboratorio; por esto cuando decimos génesis del suelo incluimos la interpretación de la morfología del perfil del suelo y su caracterización como una de las partes principales de este concepto. El método de estudio de la génesis de los suelos se denomina genético-geográfico o geográfico-comparativo (Guerasimov y Glazovskaya, 1965) y consiste en términos generales en el estudio de las propiedades de los suelos en relación con los diferentes factores de formación determinando los procesos de formación de suelos. Así por ejemplo, en las provincias habaneras de Cuba hay suelos Ferralíticos de color rojo (Ferralsoles ródicos) y suelos Pardos Sialíticos (Cambisoles éutricos). Las propiedades morfológicas, físicas, químicas y mineralógicas de estos suelos son diferentes y están dadas por procesos distintos: Ferralitización y Sialitización, aunque son suelos que se encuentran actualmente bajo condiciones climáticas similares de clima tropical subhúmedo. El estudio genético determinó que las diferencias se deben principalmente por la edad y las formas del relieve en que se formaron. Conjuntamente con los estudios de campo, para saber la génesis y funcionamiento de los suelos se hace necesario estudiar además los regímenes hídricos y térmicos de los suelos. Estos resultados tienen que ver con la entrada, movimiento y salida del agua del suelo y de las variaciones de temperaturas que sin lugar a dudas además de relacionarse con las propiedades adquiridas por el suelo durante su formación también tienen una aplicación muy importante con el manejo del suelo y su clasificación. El estudio genético de los suelos nos permite conocer cuales son las condiciones naturales en que se formaron y sus características de la fertilidad natural, incluso hoy día hay modelos que determinan el estado original de la materia orgánica en los suelos bajo su vegetación natural. Esta propiedad que es la fertilidad del suelo, está directamente relacionada con las condiciones del medio y está continuamente cambiando por la influencia de un factor que es el hombre ( se está planteando en la actualidad como un sexto factor que interviene en su interrelación con la naturaleza en la modificación de las propiedades de los suelos). La intervención antropogénica ha tenido una fuerte influencia en las propiedades de los suelos sobre todo en el siglo XX, de tal forma que se ha detectado que en período de 1945-1990, la degradación del suelo inducida por el hombre aumentó en 17% como promedio mundial (Oldeman et al.,1990). Por esto es necesario el enfoque genético-geográfico en el estudio de los suelos, ya que nos da la posibilidad de pronosticar en forma rápida los posibles cambios que puedan ocurrir en los suelos bajo la influencia antropogéntica. Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 3 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo 3. LOS SECTORES DE REFERENCIA Con el surgimiento de los problemas actuales de degradación del suelo inducida por el hombre en los últimos 20 años se viene discutiendo sobre los métodos y medidas para contrarrestar este proceso negativo, surgiendo el concepto de agricultura sostenible o agricultura sustentable. Los problemas provocados por la actividad del hombre en la naturaleza pueden enmarcarse de diferentes formas: - Calentamiento global por intensificación del efecto invernadero. Aumento de la población humana y ganadera. Mayores demandas en la producción agrícola y pecuaria. Agricultura de altos insumos. Cambios de uso de la tierra. Estos problemas se manifiestan en los suelos, por lo que Ingram (1996), identifica como cambios globales en los suelos (CGS), que son: - Cambios en las propiedades de los suelos por influencia del cambio climático. Cambios en las propiedades de los suelos por influencia de la concentración de gases invernadero. Cambios en la propiedades de los suelos por influencia del cambio de uso de la tierra y la agricultura intensiva. En nuestro criterio para lograr una agricultura sostenible en una región determinada, teniendo en cuenta todos estos problemas, es necesario ante todo encaminar el estudio genético del suelo determinar sus propiedades, incluyendo la fertilidad natural y sus cambios por el hombre, las causas de las distribución de los suelos, su regionalización geográfica y mejorativa y sus características agroproductivas. Solamente por el estudio constante del medio natural, las condiciones del clima y relieve, el carácter de las rocas madres y la vegetación en relación con las propiedades de los suelos, obtendremos información necesaria para pronosticar los cambios por el hombre, las causas dela distribución de los suelos, su regionalización geográfica y mejorativa y sus condiciones del clima y relieve, el carácter de las rocas madres y la vegetación en relación con las propiedades de los suelos, obtendremos información necesaria para pronosticar los cambios que han ocurrido o pueden ocurrir por influencia del hombre. Para establecer las medidas necesarias para mantener o recuperar la fertilidad del suelo bajo un sistema de explotación agrícola o pecuaria hay que recurrir a la tecnología de los Sectores de Referencia ( Favrot y Bouziques, 1981; Favrot, 1989, 1992) y estos Sectores se seleccionan a partir de una “pequeña región natural”, que en cierta forma coincide con las regiones geográficas de los suelos, que se establecen sobre la base de su génesis, en los trabajos de regionalización geográfica de los suelos (Hernández et al., 1985, 1990). Entonces, ya sea para un manejo actual apropiado de los suelos, ya sea para los trabajos de rehabilitación y mejoramiento de los mismos, siempre hay que estudiar la génesis de los suelos, ya que solamente conociendo las propiedades naturales de los mismos se puede dilucidar hasta qué punto se mantiene y conservan sus propiedades agroproductivas o se Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 4 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo están degradando y en el segundo caso a pesar de obtener resultados financieros favorables, no se esta practicando una agricultura sostenible, esto es, obtener rendimientos agrícolas o pecuarios que sean favorables desde el punto de vista económico, sin degradación del medio. 4. DIFERENTES ENFOQUES SOBRE EL ESTUDIO DE LA GÉNESIS DE LOS SUELOS El reconocimiento de que el suelo es el resultado de procesos de formación que tiene lugar por la interacción de los factores de formación tiene alcance mundial. Numerosos autores rusos ( Guerasimov, Glazovskaya, Kovda, Targulián, etc ), franceses (Aubert, Duchaufour, Boulaine, etc) norteamericanos (Marbut, Kellog, Baldwin, Buol, Arnold, etc), húngaros (Szabolcs, Varallyay), chinos (Ma Jung Chi, Zhao Ki Guo) y de muchos otros países, reconocieron este enunciado. Sin embargo existen diferentes enfoques y matices sobre la génesis de los suelos por diferentes autores, lo que se deduce fácilmente en la bibliografía mundial . En este sentido plantean Buol et al. (1973) que hay 13 concepciones diferentes sobre la génesis de los suelos. En nuestra opinión este fenómeno esta relacionado por la complejidad de los medios geográficos en el mundo (o medios de pedogénesis), que conlleva a diferentes manifestaciones de los procesos de formación de suelos y de la intensidad diferenciada de los factores de formación. Así por ejemplo, hay regiones en Cuba donde la formación del suelo en condiciones insulares dio lugar a la redeposición de cortezas de intemperismo en el período Cuaternario, como resultado de los movimientos tectónicos conjuntamente con oscilaciones climáticas de periodos lluviosos y áridos. En este caso tiene una fuerte influencia en la génesis de los suelos el estudio de los sedimentos del Cuaternario, y las cortezas de intemperismo rejuvenecidas, la pedogénesis en los diferente períodos climáticos y también los procesos de hidromorfía ya que la isla es estrecha y alargada con ¾ partes de llanuras. Otros problemas se presentan en las condiciones continentales, como por ejemplo en el territorio ruso donde la sedimentación de loess como material formador ocupa una gran extensión y los cambios del clima y de vegetación son bien manifiestos desde la tundra hasta la zona subtropical, además el tiempo de formación del suelo es mucho menor que en las regiones tropicales. Igualmente en la región continental de México y Centroamérica, donde el vulcanismo Cuaternario ha sido intenso y se encuentra una influencia fuerte de los materiales volcánicos como factor de formación, que da lugar a suelos muy particulares (Andosoles). Esta manifestación es muy evidente lo que pudimos comprobar en nuestros trabajos en Nicaragua y México. De esta forma diferentes autores dan distintos enfoques a la génesis de los suelos. En forma concreta daremos algunos conceptos de especialistas de reconocida fama internacional en relación con la concepción de génesis de los suelos: Genético-evolutiva y Genético ecológica (Abdel Razik, 1982) La dirección Genético-evolutiva considera el suelo desde todas partes como un cuerpo natural, su lugar en la naturaleza, la historia de todos los estadios de sus desarrollo y su Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 5 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo situación actual. Presta gran atención a la génesis de los suelos, así como sus propiedades que permiten que el suelo sea un medio productivo. Se reconocen 3 líneas de trabajo de esta dirección. 1. Génesis de los suelos que se fundamenta en el desarrollo del suelo en relación con la evolución del paisaje y los estadios multiformes de los procesos de formación del suelo (Kovda, Lobova y Rozanov, 1967). 2. Génesis de los suelos sobre la base de los procesos elementales de formación, en relación con los factores de formación que se reflejan en las propiedades de los horizontes genéticos (Guerasimov, 1975; Ma Jung Chi, 1964) 3. Génesis de los suelos fundamentada en las propiedades de los suelos ( sobre todo químico- mineralógicas) como resultado de los procesos de formación del suelo (Glazovskaya, 1972). La dirección genético–ecológica consiste en la revelación de las combinaciones típicas de las condiciones de formación del suelo, debido a la presencia de diferentes procesos de formación, que condicionan la manifestación de la propiedades de los diferentes suelos. Los suelos se valoran principalmente por las características de la composición bioquímica, mineralógica, revisando y sistematizando los tipos de reacciones organo-minerales, las leyes del ciclo biológico y su relación con el ciclo geológico (Volobuev, 1973: Duchaufour, 1984). Como se puede apreciar, de una forma u otra las diferentes direcciones de estudio de la génesis de los suelos toma en cuenta la concepción neodokuchaviana, que considera la génesis como resultado de la interacción de los factores de formación en relación con los procesos de formación del suelo. Tanto la dirección genético-evolutiva, como la genético ecológica, se complementan y la aplicación de una u otra línea de trabajo dependerá de las condiciones históricas naturales de la región o país que se esté estudiando. 5. DESARROLLO DEL ESTUDIO DE LA GÉNESIS DE LOS SUELOS DE CUBA En Cuba la línea genética de estudio de los suelos se introdujo en el año de 1965 con la creación del Instituto de Suelos. Hasta ahora se han estudiado los suelos sobre la base de sus características morfológicas y químico-mineralógicas, tratando de dilucidar los procesos de formación que han ocurrido en el desarrollo de nuestros suelos. Un ejemplo de esto lo tenemos en el libro “ Introducción a la Pedalogía Tropical” (Hernández y Dirán,, 1963), en el cual estos sus autores presentan un capítulo “ Los Procesos de Formación de los Suelos en Cuba”, sobre la base de los trabajos de Guerasimov y Glazovskaya, (1965). Además, los resultados alcanzados se aplicaron en la elaboración de una Clasificación Genética de los Suelos de Cuba, con una última versión elaborada (Hernández et al., 1999). Si por una parte en los estudios internacionales sobre la génesis de los suelos se han logrado buenos resultados en la dilucidación de los de formación de suelos, con los factores de formación se han esbozado muchas teorías de la formación de los suelos también, pero no es menos cierto que se ha abusado bastante con el factor clima y poco se ha aclarado con el Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 6 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo factor tiempo. Con relación al clima, en los últimos 20 años se ha visto la importancia que tiene la aclaración del paleoclima en la formación de suelos. Por ejemplo con relación a Cuba se ha avanzado en las hipótesis paleoclimáticas y su relación con los cambios climáticos en el Cuaternario y la formación de los suelos (Kartashov et al., 1981; Ortega y Arcia, 1983; Hernández et al. 1985, 1990). Recientemente se presentan nuevas aportaciones sobre las características climáticas de Cuba desde el Holoceno, determinando que existieron condiciones cálidas y muy húmedas hace 10 000 años y que la temperatura ha aumentado desde entonces, disminuyendo el régimen lluvioso, partiendo de estos criterios estos autores estiman que desde entonces en la isla han existido condiciones para que sea un sumidero de carbono en la región. Nosotros pensamos que resulta importante el estudio de la génesis de nuestros suelos teniend en cuenta la fórmula neodokuchaviana, y los problemas de antropogénesis y cambio climático actualmente. Por esto, es de vital importancia realizar el enfoque sobre las características morfológicas del suelo, delimitando el cuerpo a estudiar como un sistema de horizontes genéticos, que sirven para establecer horizontes de diagnóstico en relación con su génesis. En este sentido debemos recordar que el suelo es un Bloque de Memoria y registra todos los cambios que se han producido durante la formación por la interacción de los factores de formación (Targulián, 1990) y que el especialista debe ser capaz de interpretar sus propiedades para determinar su génesis y además sus características agroproductivas en sus condiciones originales naturales, para de esta forma poder definir el estado de alteración que tiene este suelo por la acción del hombre cuando lo pone bajo explotación agrícola.. Finalmente debemos resaltar que el estudio genético del suelo comienza con las características morfológicas del perfil, resultando la herramienta más útil del edafólogo en este sentido. A pesar de los resultados obtenidos entre los años 1965-1990. Posterior A 1990 se ha tenido una disminución en estos estudios en Cuba, es necesario tener en cuenta que Cuba es un ejemplo de antropogénesis tropical y que en los últimos años se han tenido resultados del cambio climático, por lo que es necesario entrar en una etapa nueva con estudios a partir de Sectores de Referencia, donde se constate la influencia de los cambios globales en los suelos de Cuba. Realmente se obtuvieron muy buenos resultados en el estudio genético-geográfico de los suelos de Cuba, entre los cuales los más importantes son. 1. Estudio genético de los suelos y elaboración de un mapa de suelos escala 1:250 000, con una primera versión de clasificación genética de los suelos (1965-1970). 2. Caracterización de las propiedades físicas, químico mineralógicos e hidrofísicos de los principales suelos en relación con su génesis (1965-1975) 3. Elaboración de una segunda clasificación genética de los suelos, aplicada a un mapa de suelos 1:25 000 (1975-1990) 4. Programación de sistemas de evaluación de suelos Agroselec, para 31 cultivos principales (1975-1990) 5. Estudios de regionalización geográfica de los suelos, escala 1.25 000 ( 1980- 1990). Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 7 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo 6. Preparación de un una nueva versión de clasificación genética de los suelos, (1995) que se aplicado en: El estudio de los suelos de los 4 macizos montañosos de Cuba con un mapa de suelos 1:100 000, con aplicación de un SIG, y en un mapa de suelos de Cuba escala 1.400 000. Desafortunadamente esta nueva versión de clasificación genética de los suelos de Cuba hasta este momento (Octubre 2005) no se aplica en el Servicio de Suelos que realiza estudios en las principales planes agrícolas a escala 1:5000 y 1:10 000. Solamente se han desarrollado trabajos aislados por iniciativa de algunos especialistas como Hernández, Ascanio y Morales que en los últimos años han publicado varios trabajos entre los cuales se tienen: Problemas Actuales de Clasificación de Suelos: énfasis en Cuba (Hernández et al., 2004) Historia de la Clasificación de Suelos en Cuba (Hernández et al., 2005) Correlación de la Nueva Versión de Clasificación Genética de los Suelos de Cuba con las clasificaciones internacionales y nacionales (Hernández et al., 2005) Manual para la Aplicación de la Nueva Versión de Clasificación Genética de los Suelos de Cuba (Hernández et al., 2005). 6. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Abdel Razik, M.G. 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Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 10 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo CAPÍTULO 2 FUNDAMENTOS SOBRE LOS FACTORES DE FORMACIÓN DE LOS SUELOS 1. INTRODUCCIÓN Para utilizar en forma razonable y más adecuadamente los suelos en intereses prácticos, es necesario conocer ante todo su génesis, la dinámica biogeoquímica de los procesos que ocurren en ellos, los cuales son muy complejos y variados. La fertilidad de los suelos, su valor agropecuario y características agroproductivas, son en la mayoría de los casos, la función directa de su génesis. Por esta razón, el estudio de los suelos y los métodos para aumentar la fertilidad de los mismos, fuera de las relaciones con las leyes de su desarrollo y formación, no tiene perspectiva. Ya desde los tiempos de Dokuchaev, se planteó que “el conocimiento de los suelos es el medio de dominarlos y dirigirlos con objetivos aplicados a la agricultura, la silvicultura, la higiene y su mejoramiento. Como es bien conocido, Dokuchaev (1883) estableció 5 factores de formación de suelos: El clima, las rocas madres, el relieve, organismos vivos y vegetación, y la edad o tiempo de formación En posteriores trabajos de seguidores de Dokuchaev (Sibirtsev, Glinka, Zajarov, Kostichev, Williams, y otros) y sobre todo los estudios de Jenny (1941), dejaron bien establecido el papel y la importancia de cada factor en la formación del suelo, así como, el establecimiento de la correlación y la interdependencia que existe entre ellos. Además de estos 5 factores, ya Williams desde 1949 fundamentó por primera vez un sexto factor que es la actividad productiva del hombre, criterio éste que se ha reforzado en los últimos 50-55 años, después de la II Guerra Mundial, debido al aumento que ha cobrado a nivel mundial la intensificación de la agricultura con la Revolución de los altos rendimientos, que ha conllevado más a procesos de degradación de los suelos que a su formación. A continuación presentamos un enfoque rápido de la influencia de estos factores en la formación del suelo. 2. LAS ROCAS COMO FACTOR DE FORMADOR DEL SUELO La composición mecánica, química y mineralógica de los suelos en las primeras etapas de desarrollo de los mismos, casi se determina por la composición de las rocas formadoras y solamente en etapas de evolución y desarrollo posteriores, cuando se forman perfiles de suelos maduros, con horizontes bien diferenciados, sobre todo en las regiones tropicales, los suelos adquieren propiedades muy diferentes a de la roca inicial. No obstante, las rocas Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 11 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo formadoras del suelo ejercen una fuerte influencia en la composición y propiedades de la masa del suelo, en la formación de diferentes regímenes hídrico, térmico y gaseoso del suelo y en la velocidad e intensidad de los procesos que en el mismo tienen lugar. Desde nuestro punto de vista las rocas formadoras del suelo influyen por su composición químico-mineralógica, por su consistencia y grado de permeabilidad y por su origen. Por su composición químico-mineralógica, todas las rocas formadoras del suelo se pueden dividir en ácidas, intermedias, básicas y ultrabásicas, según el contenido de Si02 (sobre todo de cuarzo)y de minerales ferromagnesiales. No es lo mismo la formación del suelo a partir de rocas granitoides ricas en cuarzo y feldespatos, que sobre serpentinita, rica en olivino (mineral ferromagnesial). En condiciones tropicales húmedas en el tiempo a partir de cualquier roca se pueden formar cortezas de intemperismo que no guardan relación con las rocas madres, pero en el caso de rocas granitoides, los suelos que se forman son de textura ligera, ricos en caolinita y generalmente con mucho aluminio cambiable, clasificados actualmente como alíticos, mientras que en el caso de la roca ultrabásica los suelos son muy ricos en hierro, con poca caolinita y se pueden clasificar como ferríticos. En el caso contrario, cuando los estadios de evolución del suelo dan lugar a suelos jóvenes, la composición químico mineralógica de las rocas madres es aún más marcada. Así por ejemplo en el caso de las rocas granitoides se tienen suelos generalmente de textura franco arenosa, ricos en cuarzo y feldespato, mientras que sobre rocas ultrabásicas ricas en olivino, los suelos tienen un horizonte ya de acumulación de hierro que le puede impartir un tono rojizo a pardo rojizo al suelo y el complejo de intercambio está dominado por el magnesio, con una relación calcio:magnesio desfavorable, generalmente menor de 1. Igualmente en suelos jóvenes formados de rocas carbonatadas friables, se puede tener el caso de suelos carbonatados y medianamente lavados, incluso en condiciones tropicales. Por esto para la clasificación de suelos es necesario establecer criterios en niveles taxonómicos medios-inferiores donde se refleje la influencia de la roca madre en las propiedades del suelo que tienen relación con sus características de uso y manejo (Hernández et al., 1999). Por su consistencia, las rocas formadoras del suelo se dividen en mullidas y compactas, que influye también en la velocidad de las transformaciones que ocurren durante el proceso o los procesos de formación del suelo. Se pueden encontrar diferencias también en las rocas madres por el grado de permeabilidad y además absorción de agua, lo que influye igualmente en los procesos de formación y en los regímenes del suelo. Por la origen pueden ser ígneas, sedimentarias y metamórficas y además se incluyen los sedimentos (aluviales, coluviales, deluviales y cenizas volcánicas) como materiales originarios de los suelos también. Las rocas ígneas, primarias, masivo cristalinas forman suelos jóvenes ricos en minerales primarios y cuando se someten al intemperismo tropical forman cortezas de intemperismo Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 12 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo que constituyen a su vez las rocas formadoras contemporáneas del suelo (Zonn, 1974; Hernández y Durán, 1983). De la misma forma las rocas metamórficas a pesar que pueden ser duras y compactas como los esquistos o las serpentinitas, sin embargo por el metamorfismo se hacen menos resistentes al intemperismo que las rocas ígneas; en el caso particular de los esquistos, el metamorfismo da lugar a la formación de láminas que son penetradas fácilmente por el agua y el calor y de esa forma, son susceptibles a la destrucción relativamente rápida de los minerales primarios. Las rocas sedimentarias, detríticas, están compuestas por materiales que estuvieron sometidas al intemperismo. Incluso se puede dar el caso de areniscas de color amarillo ricas en hierro, que cuando se intemperizan le confieren al suelo una cantidad de hierro libre que ya viene en la composición del sedimento por los materiales detríticos que las componen (Hernández et al., 1980). En el caso particular de las rocas calizas margosas, por su constitución se lavan fácilmente y hay casos de relieves relativamente jóvenes, donde se presentan fuertes disecciones por el lavado de las calizas margosas, muy diferente a los relieves de las rocas calizas duras donde tienden a ser más llano. Finalmente debemos tener muy en cuenta el carácter de los sedimentos, sobre todos en relieves de llanuras cuaternarias. Los sedimentos pueden ser variados por su naturaleza, ya sea por la actividad volcánica (cenizas volcánicas), sedimentos arcillosos ricos en esmectitas (generalmente aluviales o aluviales-deluviales) y arenosos (debido a transgresiones marinas), en las regiones montañosas se presentan sedimentos coluviales, generalmente acompañados de piedras. Hay que tener en cuenta para las regiones tropicales muchas veces el carácter de la redepositación de cortezas de intemperismo antiguas, sobre todo debido a los movimientos neotectónicos en el Cuaternario. Las cenizas volcánicas por su parte tienen una dirección muy particular de intemperismo. Cuando se hidrolizan en un medio climático húmedo o subhúmedo, forman alofana, la cual tiende a unirse con la materia orgánica formando a su vez complejos muy estables de color oscuro; posteriormente cuando avanza el intemperismo, se comienzan a formar compuestos intermedios como la imogolita y ferrihidrita y finalmente se forma metahaloisita. Paralelamente a esta dirección de transformación de las cenizas volcánicas, se va liberando el hierro y el aluminio y este último elemento le va confiriendo al suelo un grado de acidez cada vez mayor. En resumen la transformación de las cenizas volcánicas es en la forma siguiente: Cenizas------ alofanas------- imogolita, ferrihidrita -------- metahaloisita -----------------acumulación de hierro y aluminio-------------Para México resulta muy importante conocer las formas evolutivas de los materiales volcánicos por el intemperismo en diferentes condiciones climáticas, por la fuerte influencia volcánica en este país y por la diversidad climática existente. Sin embargo, para Cuba la problemática es diferente, por una parte se tiene que no hay vulcanismo y por tanto no hay formación de Andosoles, y por otra parte, el carácter insular dio lugar a la formación de llanuras cuaternarias en ¾ partes del territorio, por lo que es de vital importancia conocer el origen de los sedimentos y sus características, también todas las formas del intemperismo tropical, por el clima actual predominante en la Isla. Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 13 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo 3. LOS FACTORES BIOLÓGICOS EN LA FORMACIÓN DE LOS SUELOS En la naturaleza ocurre el denominado ciclo biológico de las sustancias que suele denominarse también rotación biológica de las sustancias. Este ciclo transcurre como resultado de la actividad vital de las plantas superiores y de los microorganismos, con el suelo: esquematizándose de la forma siguiente: “Suelo-Plantas-Microorganismos-Suelo”. Este ciclo biológico de las sustancias se produce en forma constante e interrumpidamente por intermedio de las plantas y los microorganismos. Las primeras se apoyan en la nutrición mineral, que conjuntamente con la toma del CO2 de la atmósfera y del agua utilizan la energía solar y crean la parte orgánica de los vegetales, como son: proteínas, carbohidratos, grasas, vitaminas y otros. Los segundos, descomponen la materia orgánica de los residuos vegetales y desperdicios de los animales, regresando al suelo los elementos minerales, creando así una constante de las sustancias. De esta forma revisaremos rápidamente el papel de los microorganismos en la formación del suelo 3.1. Rol de los microorganismos en la formación del suelo El número total de microorganismos en el suelo, su composición y actividad, están sujetos a diferentes variaciones geográficas. Existe siempre una regularidad conectada estrechamente con las condiciones geográfico-ecológicas, que determinan la existencia de los microorganismos. De primera importancia resulta la cantidad y composición de sustancias orgánicas en los suelos, ya que constituyen la base de la nutrición de los microorganismos; así como los regímenes hídricos y térmicos del suelo, que ejercen una influencia muy fuerte en su actividad vital. Según Guerasimov y Glazovskaya (1965), fue Williams quien estableció que existen diferencias en la composición de la microflora del suelo en relación con diferentes tipos de vegetación (de bosque, de pantano y de estepas). De acuerdo con este punto de vista, en suelos forestales el papel principal de los microorganismos está representado por los hongos, actinomicetos y bacterias anaeróbicas. Resultados de investigaciones posteriores establecen una relación compleja e íntima entre la población microbiana del suelo y de su actividad vital por una parte y entre las propiedades del suelo y las condiciones de formación por otra. Quedó establecido que hay diferencias cuantitativas en las relaciones entre varios grupos de microorganismos en varios suelos y durante diferentes estaciones así como marcadas diferencias en el grado de actividad de cada grupo particular. En diferentes estudios realizados por Rybalkina, Mishustin y otros especialistas de la antigua Unión soviética, se determinó la composoción de la microflora para diferentes tipos de medio ambiente, tanto en la taigá como en la estepa y desierto (Guerasimov y Glazovskaya). La cantidad y composición de microorganismos cambia no solamente de una Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 14 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo zona geográfica a otra, sino varía aún dentro de una zona dada, en dependencia del grado de humedecimiento, el tipo de vegetación, etc. El mayor papel en la formación del suelo desde el punto de vista biológico pertenece a la vegetación, y en particular a las plantas superiores; éstos y algunos microorganismos autotróficos (bacterias fotosintetizadoras y algas) son las fuentes principales de materia orgánica del suelo. No obstante, los demás microorganismos heterotróficos viven a cuenta de la materia orgánica, transformándola en el proceso de su actividad vital. Si no existiera esta acción microbiana, entonces todos los nutrientes estarían concentrados en la materia orgánica sin descomponer, cambiando las formas de vida actualmente. Sin embargo, esto no ocurre, los elementos que se liberan durante la mineralización de la materia orgánica se convierten en asimilables para las plantas, a través del suelo, completándose así el ciclo biológico de las sustancias. Todo lo anteriormente expresado, demuestra que la composición cuantitativa y cualitativa de los microorganismos juegan un papel muy importante en la transformación y migración de sustancias en el suelo y también que estos microorganismos varían en número, composición y actividad, de acuerdo con las propiedades del suelo y sus condiciones de formación. Así, este factor biológico contribuye grandemente a la diferenciación de los suelos, condicionado por el medio geográfico. 3.2. La vegetación como fuente principal de sustancias orgánicas en los suelos Las plantas que crecen en el suelo constituyen la fuente principal de materia orgánica que se incorpora al suelo y se convierte en humus. Williams (1949) determinó la influencia de la vegetación en la formación de los suelos, estableciéndose diferentes formaciones vegetativas. Como criterios principales para la división de las formaciones vegetativas, Williams tomó la composición de las agrupaciones vegetativas y en particular la entrada de materia orgánica en el suelo y el carácter de su composición, bajo la acción de diferentes microorganismos durante una correlación diferente de los procesos aerobios y anaerobios. En la actualidad durante el estudio de los papeles de las formaciones vegetativas 4en la formación del suelo, se considera también el carácter y la intensidad de la rotación biológicas de las sustancias, y además el régimen biológico que determina el plazo y ritmo de admisión de la materia orgánica en el suelo en ciclos anuales. Todo esto permitió ampliar y detallar los estudios de Williams sobre las formaciones vegetativas desde el punto de vista edafológico y dar sus divisiones más fraccionadas. En la actualidad, durante las investigaciones y caracterizaciones de los suelos, se diferencian: Grupo de las formaciones leñosas: bosque de taigá, bosque latifolio, bosque subtropical húmedo y bosque tropical húmedo Grupo de las formaciones transicionales leñoso-herbáceas: bosque xerofítico (arbustivo), sabanas Grupo de las formaciones herbáceas: praderas de valles sin agua y praderas pantanosas, praderas herbáceas, estepas de zonas tórridas, estepas de arbustos subtropicales. Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 15 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo Cada formación vegetativa se caracteriza por sus particularidades en la composición de la materia orgánica, en la naturaleza de su ingreso al suelo, en los procesos de descomposición de la materia orgánica y en la interacción de los productos de su descomposición con la masa mineral del suelo. En dependencia de las particularidades de las plantas y las condiciones forestal-físicogeográficas, la rotación biológica de la materia transcurre de diferentes maneras, que se revela en las diferencia cuantitativa y cualitativa de la materia orgánica sintetizada e incorporada en la rotación de materias minerales (Tabla 1 ). Por los datos anteriores (Rodin y Vasilievich, 1965), la acumulación máxima de materia orgánica se observa en las comunidades forestales (particularmente las subtropicales y tropicales), una acumulación notable en las estepas y sabanas, y el menor crecimiento anual de la biomasa ocurre en las tundras árticas y en las comunidades desérticas. La composición cualitativa de las cenizas de las plantas varía fuertemente, estando relacionado tanto con las particularidades zonales de la vida de las mismas, como con la capacidad de absorción selectiva de las plantas. Como resultado de la rotación biológica de las materias en el suelo se acumula carbono, nitrógeno, fósforo, azufre y algunos otros elementos químicos. De esta forma, las partes muertas de las plantas no solo enriquecen el suelo con materias orgánicas y minerales, sino que también aumentan su recurso energético. Esto capacita un cambio de materias y energía más activo tanto en el mismo suelo entre sus fases sólida, líquida y gaseosa, como entre el suelo, la vegetación y la atmósfera. En Cuba se han realizado trabajos relacionados con las reservas de carbono en el suelo, según la relación suelo:vegetación, algunos de estos resultados se presentan a continuación. Suelo Vegetación Reserva C (t.ha-1) 1. Ferralsol ródico éutrico Bosque Sabana herbácea Caña (6 años) Caña (45 años) Cultivos (30 años) 111 84 79 63 45 2. Feozem calcárico Bosque Cultivos (15 años) 198 77 3. Cambisol éutrico Sabana herbácea Caña (8 años) Cultivos (15 años) 112 92 60 De todo lo dicho más arriba, está claro que la base de la formación del suelo es el factor biológico, al cual le pertenece el papel más importante en la formación de los suelos. El Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 16 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo factor biológico es el motriz, porque sin él no se forma el suelo como ha sido planteado por algunos investigadores. Sin cualquiera de los factores formadores no se puede representar la formación de los suelos, y en este sentido todos los factores son equivalentes. El valor motriz del factor biológico se determina ante todo en gran parte del fenómeno de los suelos, así también la formación y desarrollo de la propiedad del suelo más esencial como es la fertilidad, se realiza durante su participación activa. En los momentos actuales, la Biología del Suelo constituye un tema principal de investigación, incluso para la Biodiversidad (Copley, 2000). Conjuntamente con la intensa actividad antropogénica ha que han sido sometidos los suelos, muchos de ellos en diferentes partes del mundo se han degradado, perdiendo gran parte de su contenido en materia orgánica y de su actividad biológica.. Esto quedó bien evidenciado en los trabajos sobre la evaluación de la degradación de los suelos en el mundo (Oldeman et al., 1990), hasta el punto que hoy día se habla de vida del suelo, respiración del suelo y se establecen índices que sirve para evaluar lo que se conoce como calidad del suelo. 4. EL CLIMA Y LA FORMACIÓN DEL SUELO 4.1. Representación general. El rol del clima es muy complejo en relación con variadas formas de acción que ejerce sobre la formación y distribución de los suelos. Dentro de los elementos del clima los que más inciden en la formación del suelo son: La radiación solar y los procesos dinámicos en la atmósfera, que trasladan la humedad (precipitaciones) y el calor (temperatura). La radiación solar es la principal fuente de energía para la actividad biológica y los procesos que ocurren en el suelo; ella se absorbe por la superficie de la tierra y más tarde se irradia y se reparte de nuevo en le proceso de la dinámica de la atmósfera. La humedad de las precipitaciones, que caen en el suelo es absorbida por las plantas y se reintegra a la atmósfera a través de la transpiración. De esta manera, se establece un cambio hidrotérmico constante entre el suelo y la atmósfera, que se mantiene en equilibrio cuando la vegetación original se conserva. El agua debido a las precipitaciones penetra en las fisuras de las rocas o interrelaciona con los sedimentos y provoca reacciones químicas de hidrólisis y carbonatación que da lugar a transformaciones mineralógicas, que conjuntamente con la acción de los residuos vegetales conllevan a la formación del suelo. Todo este proceso, es acelerado por el calor, cada vez más intenso a medida que es mayor la temperatura. Está concebido que el suelo y su formación realmente constituye un laboratorio en miniatura con complejas transformaciones químicas, físicas, bioquímicas, biológicas y físico-químicas En este proceso se forma el régimen hidrotérmico del suelo, que influye fuertemente en la formación y propiedades del suelo. En muchas regiones del planeta los cambios intensivos Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 17 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo de la vegetación natural ha conllevado a cambios del régimen hidrotérmico del suelo, volviéndose en muchos casos más seco; fenómeno éste que es parte del proceso de desertificación que agota muchas regiones actualmente en el mundo. Se han hecho muchas clasificaciones del clima a nivel mundial, pero teniendo en cuenta sus dos componentes principales (temperatura y humedad), brindamos la división de los principales grupos de climas térmicos, elaborados por Visotski (1927), tomando en cuenta la suma de temperaturas medias diariamente, mayor de 10oC durante el período vegetativo (Tabla 2 ). Tabla 2. Grupos de clima según la suma de temperaturas > 10oC para el período vegetativo. Grupos de Climas 1. Fríos (Polares) 2. Templado-Frío 3. Templado-Cálido 4. Cálido 5. Tórrido Suma t>10oC < 600 600-2000 2000-3800 3800-8000 > 8000 Las condiciones de temperaturas altas de una zona y la duración del período vegetativo determinan la duración de la temperatura intensiva de la formación del suelo. Durante temporadas negativas la marcha de la formación del suelo transcurre extremadamente lenta; con el aumento de las temperaturas crece la ionización del agua y aumenta la velocidad de las reacciones químicas y biológicas. La unión de las condiciones de temperatura y humedad determinan el ritmo de creación y descomposición de la materia orgánica, así como además la velocidad y carácter de los procesos de intemperismo y formación del suelo. De estos dos agentes climáticos (temperatura y humedad) depende el comportamiento de los coloides del suelo (coagulación y peptización) y la formación de las suspensiones. Los climas geográficos de los grupos térmicos citados se distribuyen en forma de zonas de latitudes que ciñen la esfera terrestre y se caracterizan además por determinados tipos de vegetación y suelos. Por la condición de humedad según las precipitaciones, para los edafólogos, se diferencian 6 grupos de climas principales, fundamentado en lo que Ivanov (1958) denominó como coeficiente de humectación (relación entre las precipitaciones anuales y la evapotranspiración) (Tabla 3 ). Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 18 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo Tabla 3 . Grupos de climas según el coeficiente de humectación Grupos de Climas 1. Muy húmedos 2. Húmedos 3. Semihúmedos 4. Semisecos (Subáridos) 5. Secos (Aridos) 6. Muy Secos (Muy Aridos) Coeficiente de Humectación >3 1 -3 0,9-0,5 0,5-0,3 0,3-0,1 < 0,1 Durante las temperaturas relativamente constantes el contenido de arcilla en los suelos aumenta con la humedad. Simultáneamente, durante una humedad constate el contenido de arcilla crece con la temperatura. Por esto en las regiones tropicales los suelos son más evolucionados y por lo general más arcilloso que los de las regiones templadas. De la misma forma, los cambios de las precipitaciones y las temperaturas crean diferentes condiciones del tipo de formación de minerales arcillosos en los suelos. Así tenemos que en regiones templadas predominan los minerales arcillosos del tipo 2:1, generalmente del grupo de las esmectitas, a medida que el clima se hace más cálido, como por ejemplo en el subtrópico, comienza a manifestarse la presencia de minerales arcillosos del tipo 1:1, del grupo de las caolinitas (kanditas), junto con las esmectitas, como por ejemplo en el subtrópico húmedo y ya en las condiciones tropicales se define la formación del grupo de las caolinitas acompañado de la acumulación de sesquióxidos de hierro y aluminio y en las condiciones extremas de humedad del clima tropical (trópico húmedo), se pueden formar en el tiempo cortezas de intemperismo antiguas, con acumulación de hierro (ferríticas) o de aluminio (alíticas). Existen numerosos índices para determinar el clima, como son el Indice de Thornwaite, el índice de aridez, el coeficiente hidrotérmico, y otros. Dentro de las clasificaciones climáticas una de las mas usadas es la de Koppen (1930), que en México aparece modificada por la Dra. Enriqueta García (1973). En los últimos años se confeccionan mapas climáticos por diferentes clasificaciones, como por ejemplo el mapa de clima de Striker, 1991. Tan importante como el clima atmosférico es el clima del suelo, el cual guarde estrecha relación con el atmosférico, y que se manifiesta por los regímenes hídricos, térmico y gaseoso del suelo. Estos regímenes son los que regulan el grado de intemperismo del suelo y las disponibilidad de aire, agua y calor de las plantas. 4.2. Los regímenes hídricos y térmicos de los suelos Por régimen hídrico se entiende el conjunto de todos los cambios en el humedecimiento del suelo y reservas de humedad condicionado por el comportamiento del agua en el suelo; esto es su entrada, movimiento y salida. El intercambio de la radiación solar y calor representan los factores que condicionan el régimen térmico en los suelos. Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 19 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo El primero en estudiar los regímenes hidrotérmicos del suelo fue Visotski, y el desarrollo de esta línea de trabajo tiene una importancia tremenda a nivel mundial; tanto para la aplicación práctica en el estudio del balance hídrico del riego, como para los aspectos fundamentales del proceso de formación y de clasificación del suelo. Sobre esto último resulta útil destacar los tipos de regímenes que se emplean en la versión actual de clasificación de suelos Soil Taxonomy (Soil Survey Staff, 1999) y en la de los suelos de la antigua Unión Soviética, preparada por Fridland, 1982. 4.3. Regímenes hídricos y térmicos propuestos para la clasificación de suelos de la Unión Soviética (Fridland, 1982) Los materiales para los regímenes hídricos fueron recopilados de los resultados investigativos durante muchos años realizados inicialmente por Visotski, Rodé y Makveev. Estos resultados sientan las bases para establecer una clasificación del régimen hídrico en 3 unidades taxonómicas: Familia, Subfamilia y Variante. La Familia se divide por el grado de humedecimiento del suelo y sus variaciones según las estaciones climáticas. La Subfamilia se establece en relación con las diferentes fuentes de humedecimiento. La Variante se determina dentro de la Subfamilia por las particularidades que se relacionan con la capa freática del suelo. En esta clasificación se propone separar las siguientes Familias: 1. Suelos permanentemente congelados, que presentan hielo en el perfil del suelo y con permafrost. 2. Suelos saturados de agua, cuando tienen un contenido de humedad durante todo el año en los límites de la capacidad de campo (CC) y entre la CC y el límite inferior de la humedad productiva (LIHP). 3. Suelos saturados de agua periódicamente, la humedad durante todo el año se encuentra principalmente entre la CC y el LIHP, con algunos períodos cortos en que la humedad está a la CC y raras veces está por debajo del LIHP. 4. Suelos con régimen de lavado, todo el año el perfil del suelo periódicamente se satura de humedad, por encima del LIHP, manteniéndose de esta forma el proceso del perfil. En la parte inferior no se presentan contenidos de humedad por debajo del LIHP. 5. Suelos con régimen de lavado periódico, muchas veces (no todo el año), el perfil del suelo se satura de humedad, por encima del LIHP. En la parte inferior del perfil, periódicamente la humedad puede estar entre el LIHP y la Humedad de Ruptura Capilar (HRC); y en la parte superior puede estar entre el Coeficiente de Marchites (CM) y la humedad de ruptura capilar ((HRC). 6. Suelos con régimen de lavado estacionalmente seco, se caracteriza por la presencia de dos estaciones contrastantes; una de lluvias, con humedad de suelo entre la CC y el LIHP; y otra de sequía, con humedad del suelo entre la HRC y el CM 7. Suelos con régimen de no lavado, se tiene cuando la humedad atmosférica no llega a infiltrarse a través del perfil, la humedad en la parte superior del perfil a veces se encuentra entre el LIHP y el CM, pero puede alcanzar magnitudes por encima del LIHP. En la parte inferior del perfil, la humedad se encuentra entre la HRC y el CM. Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 20 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo 8. Suelos con régimen seco; todo el perfil del suelo está seco. La humedad a veces se encuentra cerca del CM. Esporádicamente el horizonte superior puede tener mayor humedad. 9. Exudativo (de transpiración); con yacencia de un manto freático cerca de la superficie o estancamiento superficial con predominio de ascensión capilar con movimiento ascendente de películas de humedad. 10. Régimen de inundación, con suelos que tienen inundación fluvial periódica. Además se proponen familias por la influencia antropogénica que cambia el régimen hídrico del suelo. 1. Régimen antropogénico por aplicación del riego 2. Régimen antropogénico por desecación regulada (drenaje) 3. Régimen antropogénico por inundación durante mucho tiempo. En la clasificación del régimen de temperatura para los suelos de Rusia se toman los resultados de Dimo (1968) que permiten establecer 3 unidades taxonómicas. El primer nivel divide los suelos en congelados y no congelados. En el segundo nivel, los suelos se dividen por la duración del período de congelación (congelados durante largo tiempo, congelados estacional y no congelados). El tercer nivel se caracteriza por el ciclo anual de temperatura subdividiéndose según la temperatura media anual del suelo en la profundidad de 0,2 m, tomando en cuenta la profundidad donde aparezca temperatura >100C y < 00C, para el verano y el invierno. Se propone distinguir las siguientes clases de régimen de temperatura para los suelos (en el diagnóstico se registran las temperaturas del suelo en la profundidad de 0,2 m). 1. Congelado. La temperatura mayor en el mes más caliente no es superior de 200C 2. Congelado durante largo tiempo. Se congela hasta la profundidad de 0-300 cm en un período no menor de 5-6 meses. La temperatura más alta del mes más caliente oscila entre 10-250C. 3. Congelado estacional. Se congela entre 20 a 200 cm de profundidad, con una duración menor de 5-6 meses. La temperatura del mes más caliente es de 20-300C. 4. No congelado. Tiene temperaturas positivas en el mes más frío (pero no mayor de 50C). Temperaturas del mes más caliente llega hasta 350C. 5. No congelado propiamente. Cuando las temperaturas positivas en el mes más frío es entre 50C y 200C. 6. No congelado, estable, caluroso. Presenta temperatura del suelo durante todo el año superior a 200C. 4.4. Los regímenes hidrotérmicos de la clasificación Soil Taxonomy Para la Soil Taxonomy (Soil Survey Staff, 1994), el término régimen de humedad del suelo se refiere a la presencia o ausencia, ya sea de un manto freático específico o al agua retenida a una tensión menor de 1500 kPa en el suelo o en horizontes específicos por períodos del año. El agua retenida a una tensión de 1500 kPa no es disponible para la mayoría de las plantas mesófilas vivas. Consecuentemente se considera un horizonte seco cuando la tensión de humedad sea de 1500 kPa o más. Si el agua está retenida a una tensión menor de 1500 kPa, pero mayor que 0, se considera que el horizonte está húmedo. Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 21 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo Para determinar el régimen hídrico esta escuela de clasificación de suelos se fundamenta en una sección dentro del perfil del suelo, que denomina sección de control de la humedad del suelo. Como una guía de carácter general se puede establecer que la sección de control de humedad se encuentra aproximadamente entre 10-30 cm si la clase de tamaño de partícula es loamosa fina- limosa gruesa, limosa fina o arcillosa; entre 20 y 60 cm si la clase de tamaño de partícula es loamosa gruesa y entre 30 y 90 cm si la clase de tamaño de partícula es arenosa. Las clases de regímenes de humedad del suelo son: Acuíco, arídico, xérico, údico y ústico. Régimen de humedad acuíco, ( del latín aqua, agua ) significa un régimen de reducción en el suelo, que está virtualmente libre de oxígeno disuelto, porque está saturado el suelo por un nivel freático o por agua de ascenso capilar. A veces, algunos suelos están saturados con agua pero hay oxígeno disuelto debido a que el agua está en movimiento o porque el medio no es favorable para los microorganismos, en ese caso el régimen no se considera acuíco. Régimen de humedad arídico y tórrico (del latín aridus, seco y del latín torridus, caliente y seco), presenta la sección de control de humedad de 6 o más de cada 10 años en la forma siguiente: 1. Seca en todas partes con más de la mitad del tiempo (acumulativo) en que la temperatura del suelo a una profundidad de 50 cm es superior a 5oC 2. Húmeda en algunas o todas sus partes por menos de 90 días consecutivos, cuando la temperatura del suelo a una profundidad de 50 cm es mayor de 80C. El régimen de humedad xérico,(del giego xeros, seco), es el régimen que tipifica a los climas mediterráneos, donde los inviernos son húmedos y frescos y los veranos cálidos y secos. En este régimen hídrico, la sección de control de humedad en 6 ó más años de cada 10 años, está seca en todas partes por 45 días ó más consecutivos en los 4 meses siguientes al solsticio de verano, y húmeda en todas partes por 45 días ó más consecutivos en los 4 meses siguientes al solsticio de invierno.. El régimen de humedad údico (del latín udus, húmedo), implica que la sección de control de humedad en 6 ó más de cada 10 años, no está seca en algunas partes por un período de 90 días acumulativos por año. Este régimen de humedad es común en los suelos de clima húmedo que tienen una precipitación bien distribuida o que tienen suficiente lluvia en el verano, para que la cantidad de agua almacenada más la lluvia sea aproximadamente igual o exceda a la cantidad de la evapotranspiración. El agua se mueve hacia abajo a través de3l suelo en algún tiempo en la mayoría de los años. El régimen de humedad ústico, (del latín ustus, quemado, implicando sequedad), es intermedio entre el régimen arídico y el údico. El concepto es el régimen de humedad limitada, pero esa humedad está presente cuando existen condiciones favorables para el crecimiento de las plantas. Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 22 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo Si la temperatura media anual del suelo es de 220C, o mayor, o si la temperatura media del suelo del invierno y del verano difieren por menos de 50C, a la profundidad de 50 cm, la sección de control de humedad en el régimen ústico está seca, en alguna parte o todas sus partes, por menos de 90 días ó más acumulativos, durante un período de 6 ó más años de cada 10 años. Pero la sección de control de humedad está húmeda en algunas parte por más de 180 días acumulativos por año o por 90 días o más consecutivos. Los regímenes de temperatura que se emplean son los siguientes: Pergélico: Los suelos tienen una temperatura media anual menor de 00C, tienen permafrost si son húmedos. Es norma encontrar en el suelo cuñas y lentes de hielo Cryíco: Los suelos tienen temperatura media anual mayor de 00C, pero menor de 80C Frígido: Tiene límite de temperatura media anual no mayor de 80C, al igual que el régimen cryíco, pero su temperatura en verano es mayor. Mésico: Cuando los suelos tienen temperatura media anual igual o mayor a 80C, pero menor de 150C Térmico : La temperatura media anual del suelo es igual o mayor a 150C, pero menor de 220C Hipertérmico : Ocurre cuando la temperatura media anual del suelo es igual o mayor de 220C. Los regímenes de temperatura pueden ser también isofrígido, isomésico, isotérmico e isohipertérmico, cuando tienen los mismos límites de temperatura que sus similares, pero se clasifican como “iso” cuando la diferencia entre la temperatura media del suelo del verano y del invierno es igual o menor de 50C. Los regímenes hídricos y térmicos se utilizan ampliamente en la Clasificación Soil Taxonomy, sobre todo el régimen hídrico a nivel de Subórdenes del suelo, aunque en el caso de los Aridisoles, se utiliza a nivel de Orden. 5. INFLUENCIA DEL RELIEVE EN LA PEDOGENESIS El valor del relieve en la formación de los suelos y en el desarrollo de la capa de suelo es grande y variada. El relieve influye en la distribución de las materias y energías por la superficie del suelo. Según los diferentes elementos del relieve, será la cantidad de agua que penetra en el suelo e influye en su formación y en el aprovechamiento para las plantas. Todo esto influye considerablemente en la actividad vital del reino animal y vegetal y en el ritmo y dirección del proceso formador del suelo. Para un correcto entendimiento del papel del relieve en la formación del suelo, es necesario diferenciar cuatro grupos de relieve, que son: macrorrelieve, mesorrelieve, nanorrelieve y microrrelieve. Por macrorrelieve se entiende la forma del relieve más grande, en general por diferencias mayores de 100 m, como: llanuras, mesetas, formaciones montañosas. El origen del macrorrelieve está relacionado principalmente con los fenómenos tectónicos en la corteza Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 23 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo terrestre. El macrorrelieve ejerce influencia en el movimiento de las masas del aire en la formación del clima. En las montañas surge una zonalidad vertical del clima, la vegetación y los suelos a causa del descenso de la temperatura del aire con la altura. Por mesorrelieve se entiende las formas del relieve diferenciadas por alturas entre 10 y 100m, como son las alturas, y algunas terrazas. La formación del mesorrelieve está relacionado en lo fundamental con los procesos geológicos exógenos (procesos de denudación, formación de depósitos continentales), en los cuales ejerce una fuerte influencia la oscilación epirogénica de la corteza terrestre. El mesorrelieve sobresale ante todo, como factor que distribuye la humedad de las precipitaciones atmosféricas en la superficie terrestre y que determina la dirección de infiltración y desague en el interior del suelo, que en las parcelas sin declive están dirigidas verticalmente y en las pendientes por lo general paralelamente a la superficie. Generalmente las partes bajas de un mesorrelieve recibe mayor humedad y materiales transportados de las partes altas, lo que influye en la formación de los suelos. Así tenemos que en alturas se pierde agua por la escorrentía superficial y en los pie de monte de dichas alturas se recibe esa cantidad de agua, con arrastres desde la parte más alta. Por esto es importante conocer los tipos de suelos de los relieve “primarios” y la transformación de sus materiales redepositados en los relieves “supeditados” en las partes más bajas. El mesorrelieve influye además en la distribución del calor. Por nanorrelieve se conoce las formas del relieve comprendida entre 1 y 10 m de altura, por lo general asociado a terrazas bajas y formaciones de dolinas. Debido a este tipo de relieve, la formación del suelo tiende a ser más seca en las partes altas y húmeda en las partes bajas. Por ejemplo en las llanuras cársicas con formaciones de dolinas, en las partes altas y estables, la formación del suelo es automórfica, mientras que en las dolinas es hidromórfica, muy húmeda. Esto da lugar a un abigarramiento de suelos en estas formaciones, debido al nanorrelieve. La formación de las formas del microrrelieve ( diferencias en el relieve menores de 1 m ) en cierto grado está relacionada también con los fenómenos de formación del suelo, condicionando considerablemente el nuevo reparto de humedad, su acumulación en los hundimientos y la humectación profunda frecuentemente de las aguas subterráneas. Por los elementos del microrrelieve se produce la diferencia en el humedecimiento de los suelos, lo que a su vez provoca el cambio de los regímenes de fertilidad y también de salinidad. Se puede decir que el microrrelieve da lugar a combinaciones de suelos que se conocen como complejos, ya que en una distancia cercana ( de 1 a algunos metros), surgen diferentes tipos de suelos, que frecuentemente se alterna uno con otro. En la actualidad por la posición de los suelos en el relieve y por la distribución de las precipitaciones atmosféricas, en dependencia del relieve, se diferencian los grupos de suelos en Automórficos, Semihidromórficos e Hidromórficos. Los suelos Automórficos se forman en las superficies planas y en las pendientes; allí donde domina un drenaje libre natural y donde las aguas subterráneas se encuentran en profundidad. La teoría del proceso formador del suelo en las condiciones automórficas se Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 24 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo basa en la idea de la descomposición continua de los minerales y el lavado de los productos de su formación a causa de la migración ascendente de las soluciones del suelo. Los suelos Hidromórficos pro el contrario, se forman en las condiciones de una prolongado estancamiento de las aguas subterráneas a una profundidad menor de los 3 m. Durante el proceso de formación de suelos por hidromorfía ocurre la migración ascendente de las sustancias disueltas desde la capa freática hasta la superficie, conllevando a la formación de minerales secundarios como resultado de estas transformaciones. El tipo de mineral secundario que se forme estará en dependencia de las características químico mineralógicas del material del suelo y de las soluciones que ascienden desde la capa freática y del clima. De esta forma pueden acumularse en el suelo no solo cloruros, sulfatos y carbonatos, sino también ocurre la acumulación de iones de manganeso, hierro silicio, aluminio, microelementos y pueden crearse procesos complejos para la formación de minerales secundarios arcillosos del tipo illita, montmorillonita, beidellita y otros. El proceso de formación del suelo por hidromorfía se acompaña con la acumulación de las formas dispersas de las uniones de minerales secundarios, así también las concreciones (nódulos) de los horizontes específicos donde ocurre la acumulación de los minerales secundarios, como por ejemplo, horizontes yesosos o calcáreos, horizontes cementados de acumulación de sílice secundaria o de los sesquióxidos (laterita hidromórfica), horizontes de acumulación de minerales arcillosos. Los suelos Semihidromórficos se forman durante un estancamiento de agua por corto plazo sobre la superficie o durante el yacimiento de las aguas subterráneas a una determinada profundidad, durante la cual el agua que asciende por capilaridad puede alcanzar las raíces de las plantas. Este proceso de formación de suelos surge preferentemente allí donde a causa de la elevación por tectonismo de la tierra firme, da lugar a que las aguas subterráneas paulatinamente se retiran; en estas condiciones el proceso de formación del suelo antiguamente hidromórfico va cambiando a semihidromórfico o hidromórfico en profundidad, conllevando a que en la parte superior del perfil el proceso pase a automórfico, con movimientos eluviales de las soluciones a través de la masa del suelo. Es decir, se cambia a automórfico en la parte superior media del perfil. No obstante las capas de suelos que estuvieron expuestas al proceso hidromórfico, durante mucho tiempo, conservan estos rasgos, quedando como muestra de un relicto del proceso inicial de formación del suelo. En la actualidad la clasificación de los suelos hidromórficos se fundamenta en la presencia de los rasgos de reducción del hierro y del manganeso por hidromorfía, a menos de 50 cm de profundidad desde la superficie. En ese caso los suelos se ubican en el grupo de suelos hidromórficos (Gleysoles), pero cuando están por debajo de esa profundidad constituyen subtipos o subgrupos de suelos gléyicos de otros tipos o grupos de suelos. Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 25 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo 6. EL TIEMPO COMO FACTOR DE FORMACIÓN DEL SUELO La roca madre se transforma solo durante una prolongada ocurrencia del proceso formador del suelo. Por consiguiente, el tiempo en cuyo transcurso ocurre este proceso y se forma uno u otro suelo, constituye un factor no menos importante; por esto la edad del suelo es un factor esencial de su formación. La edad de cualquier suelo se calcula desde el momento en que comienza el proceso formador del mismo. La edad de formación del suelo se diferencia en edad absoluta y relativa. La edad absoluta se calcula por el tiempo absoluto el cual pasó desde el comienzo de la formación de uno u otro suelo en concreto hasta el presente. Hay que tener en cuenta también que los suelos de una determinada edad absoluta pueden diferenciarse marcadamente por su desarrollo y evolución, en dependencia de la velocidad de formación del suelo. El grado de evolución de un suelo puede ser relativamente diferente a otro de igual edad absoluta, ya sea por influencia del clima, de la roca madre o algún otro factor. El suelo como todo cuerpo natural, con el transcurso del tiempo sufre cambios constantes en relación con la dinámica de los factores y los procesos que intervienen durante su formación. En diferentes lugares conjuntamente con la formación del suelo ocurre la erosión y el empobrecimiento del suelo, interrumpiendo su normal desarrollo. En algunos casos el suelo se desarrolla con rapidez, en otros con lentitud en dependencia del clima, rocas madres y acción de los microorganismos y las plantas. La determinación de la edad absoluta y relativa de los suelos tiene un gran valor científico y práctico. Según Buol et al. (1973), la relación entre suelos y tiempo se puede analizar en relación con los siguientes aspectos: a) la etapa relativa de desarrollo, b) las fechas absolutas de horizontes y perfiles, c) el índice de formación, d) la relación con la edad del paisaje y e) la pedología experimental al aire libre y en los laboratorios. En estos trabajos es importante contar con la participación de geólogos y geomorfólogos, conjuntamente con los edafólogos. De la misma forma, resulta necesario determinar las técnicas de datación (como la utilización del C14, métodos palinológicos y de sedimentología de las partículas del suelo. Dentro de los aspectos anteriormente mencionados, el índice de formación de los suelos constituye uno de los más importantes, y se define como el tiempo que se necesita para formar una pulgada (2,54 cm) de suelo. En la Tabla 4 se presentan algunas estimaciones de edades e índices de formación (años/cm) de algunos perfiles y horizontes de suelos (tomado de Buol et al., 1973). } Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 26 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo 7. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS Buol, S.W., F.D. Hole, , y Mc Cracken (1973): Génesis y Clasificación de Suelos (en ruso). Editorial Progreso, Moscú, 1977, 415 p. Copley, J. (2000): Ecology goes underground. Nature, Vol. 6:452-454 Dimo, V. N. (1968): Particularidades zonal-provincial de las temperaturas de los suelos de la URSS y Clasificación de los regímenes hídricos y de temperatura de los suelos de la Unión Soviética. (en ruso). Moscú, pp. 3-87. 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Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 28 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo CAPÍTULO 3 FUNDAMENTOS Y DEFINICION DE LOS PROCESOS DE FORMACION DE SUELOS 1.INTRODUCCIÓN Cuando vamos a considerar la esencia genética de un suelo, no solo debemos considerar la interacción de los factores de formación, sino además analizar detenidamente las transformaciones que debido a estas interacciones ocurren, ya que el suelo durante su formación está sujeto a una serie de trasformaciones químicas, biológicas y físicas, que dan lugar a procesos de síntesis, descomposición y translocación de sustancias, conllevando finalmente a la diferenciación del suelo en capas y horizontes, conformando así el perfil del suelo. Por lo anterior, el estudio del perfil del suelo manifiesta características que nos indican de unas u otras propiedades que forman parte de los distintos horizontes, de su estado físicoquímico-mineralógico; así como de una serie de transformaciones y migraciones de sustancias que pudieron ocurrir durante la formación del suelo. Es decir de los procesos de formación de los suelos. 2. ALGUNOS CRITERIOS SOBRE EL CONCEPTO DE LOS PROCESOS DE FORMACIÓN DE SUELOS (PFS) En la edafología internacional actual está bien asentado el concepto de los procesos de formación de suelos. Sin embargo, es conveniente revisar como surgió dicho concepto en el tiempo, y cómo se fue enriqueciendo por las diferentes escuelas edafológicas internacionales. En este sentido, deben destacarse los aportes de la escuela ruso-soviética, con los enfoques iniciales dados por Kossovich (1911), cuando planteó por primera vez el concepto de proceso de formación de suelos bajo el criterio de tipo de formación de suelos, donde cada uno de ellos agrupaba varios tipos genéticos de suelos. Más tarde, Glinka (1927), separó 5 tipos básicos de formación de suelos: lateríticos, podzólicos, esteparios, solonseváticos y pantanosos. Por su parte Gedroitz (1927) fundamentó la comprensión de los PFS por determinados fenómenos físico-químicos, según las diferencias del predominio de los cationes en el complejo de absorción. Sobre estos principios propuso 4 tipos principales (direcciones) formaciones de suelos: Chernozémica (saturados con Ca y Mg), Solonchak-solonsevática (con predominio de sodio absorbido, acompañad de suficiente calcio y magnesio), podzólica y laterítica. Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 29 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo Realmente fue Neustruev (1931) quien dió una definición mas precisa de los PFS. Para este científico el proceso de formación de suelo “no es solo homogéneo en condiciones diversas, sino que es, en sí, algo complejo, constituido por procesos elementales físico-químicos independientes, como serían: tal o cual grado y dirección en la descomposición de la base mineral y compuestos orgánicos, el carácter aeróbico o anaeróbico de la descomposición, tal o cual tipo de neoformación, la energía y dirección del lavado, disolución y translocación de sustancias, etc.” Los principales PFS fueron detallados en forma minuciosa por primera vez por Guerasimov y Glazovskaya (1960). Para ellos el PFS es la suma total de diversos fenómenos biológicos, físicos y químicos que tienen lugar en los suelos y determinan la composición y propiedades del material del suelo. Es además esencial comprender que al igual que todos lo procesos naturales, los PFS están caracterizados por la ocurrencia simultánea de diversos fenómenos de tendencias opuestas. Estos autores presentan 10 procesos elementales de formación de suelos, incluidos en 3 grupos generales de transformaciones de sustancias: I. Procesos elementales de formación de suelos en los cuales predomina las transformaciones de los constituyentes minerales de los suelos Proceso primario de formación del suelo Proceso de sialitización (argilización) Proceso de alitización (laterización) II. Procesos elementales de formación de suelos en los cuales predomina las transformaciones de los constituyentes orgánicos del suelo Proceso de acumulación de humus (humificación) Proceso de acumulación de turba III. Procesos elementales de formación de suelos en los cuales predomina las transformaciones y translocaciones de sustancias minerales y orgánicas del suelo Proceso de salinización (proceso solonchak) Proceso de desalinización (proceso de solonetz y solod) Proceso de gleyzación y mineralización Proceso de podzolización Proceso de lixiviación y seudopodzolización Para Zonn (1974), el PFS es “un proceso complejo, natural e ininterrumpido en el tiempo y muy variable en sus manifestaciones, que abarca todas las formas de transformación de las rocas en cuerpos naturales especiales, suelos, con construcción, caracteres y propiedades característicos de ellos”. Fundamentado en las definiciones de Guerasimov y Glazovskaya (1960), Zonn propone 4 grupos generales de procesos en lugar de 3, en los que incluye 16 procesos de formación de Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 30 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo suelos, en lugar de los 10, agregando de esta forma 6 a los presentados anteriormente: proceso de ferritización, proceso de formación de corazas de regiones desérticas, proceso de eslitogénesis, proceso de formación de corazas lateríticas, proceso de acumulación de margas y separación de los procesos de lixiviación y de seudopodzolización. Posteriormente, en el año 1975, el propio Guerasimov presentó un esquema detallado de los PFS. En este esquema distingue 5 ( y no 3) grupos de PFS; en cada grupo se indican los PFS y en total propone 13 de ellos, la mayoría de ellos subdivididos en subprocesos, según los medios de pedogénesis. A continuación presentamos esta propuesta. Sistema de los PFS (Guerasimov, 1975) Grupo I. Procesos donde tiene lugar el pedomorfismo de la masa mineral. Ortosialitización (argilización primaria) Hidratación Hidratación en condiciones criogénicas Neosialitización En medio ácido En medio neutro En medio alcalino Laterización (ferritización, alitización, caolinitización, y otros) Grupo II. Procesos donde tiene lugar el pedomorfismo de la masa orgánica Turbificación (acumulación de turba) Humificación (acumulación de humus) Formación de humus bruto Humificación en medio ácido Humificación en medio neutro Humificación en medio alcalino. Grupo III. Procesos con segregación y migración de los productos minerales y orgánicos de la edafogénesis Salinización y desalinización Formación de Solonchak Formación de Solonetz Formación de Solod Gleyzación Superficial (exogley) Medio (paragley) Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 31 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo Profundo (endogley) Lixiviación y Podzolización Lavado Ilimerización (lixiviación) Podzolización Grupo IV. Procesos que conllevan a la cementación de la masa del suelo Halogénica (yesosa, carbonática, etc) Mineralización (con hierro, etc.) Grupo V. Procesos que conllevan a la deformación de la masa del suelo Criogénica Hidrogénica Biogénica. Los edafólogos de otros países le dan una gran significación a los PFS, ya sea de la escuela europea occidental (Duchaufour, Muckenhausen, Brinkman, Aubert, Segalen, y otros), como de la escuela norteamericana (Marbut, Kellog, Buol y otros); así como especialistas de escuelas nacionales, como China (Ma Jung Chi, Zhao Ki Guo y Gong Zi Tong), Australia (Northcote, Isbell), Cuba (Hernández, Ascanio), Hungría (Szabolcs, Varallayay), etc. Numerosos aportes se han hecho sobre el concepto del PFS y la definición de nuevos PFS. Así tenemos que para Ma Jung Cji (1964) y Buol et al. (1981), en el PFS tienen lugar diversos fenómenos que se contradicen o son de tendencias opuestas y dan lugar a diferentes etapas o secuencias en la formación del suelo. Este criterio de la participación de tendencias opuestas en el proceso de formación del suelo es compartido también por Varallyay (1990). Por otra parte, para las condiciones tropicales de Cuba Hernández y Durán (1983) y Hernández y Ascanio (2000) destacan que en los PFS donde predomina la edafogénesis de la masa mineral del suelo, se presentan diferentes estadios o etapas de evolución (sialitización, fersialitización incompleta o paraferralitización, ferralitización, ferritización y alitización), lo que se aplica en la clasificación genética de los suelos de Cuba (Hernández et al., 1999). De una forma u otra el concepto sobre los PFS es reconocido en la edafología mundial, con aportes sistemáticos de especialistas de diferentes países. Esto se corrobora con los aportes realizados posterior a la propuesta de los 10 PFS hecha por Guerasimov y Glazovskaya en 1960, como se muestra a continuación: Duchaufour (Francia, 1965), proceso de lixiviación Muckenhausen (Alemania, 1963), proceso de seudogleyzación Buol et al. (EUA, 1981), procesos de vertisolización y de melanización Lamouroux (Francia, 1968), proceso de fersialitización Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 32 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo Brinkman (Holanda, 1970), proceso de ferrolisis Bertsch (Costa Rica, 1995) y Morales y Hernández (Cuba, 2000), proceso de alitización Diferentes autores, entre ellos Aguilera (México, 1989) y Quantin (Francia, 1994), proceso de andosolización Maignien (Francia, 1966), proceso de formación de corazas lateríticas Aubert y Segalen, Francia, 1966 y Maignien, Francia, 1966, proceso de ferralitización Zonn (Rusia, 1974), proceso de ferritización y proceso de formación de corazas en clima árido Guerasimov (Rusia, 1975), proceso de criogénesis Kornblyum y Koslovskii (Rusia, 1965), proceso de eslitogénesis. 3. SIGNIFICADO DE LOS PROCESOS DE FORMACIÓN PARA LA GENESIS, CLASIFICACION Y CARTOGRAFIA DE SUELOS Desde el punto de vista de la génesis de los suelos debe considerarse el criterio de Guerasimov (1964, citado por Guerasimov, 1975) cuando planteó lo siguiente: “Uno de los logros de la pedología soviética actual es el paso de la fórmula binomial dokuchaviana, suelo (propiedades) factores de formación, a la trinomial neodokuchaviana, suelo (propiedades) procesos de formación factores de formación”. Es decir,, que la interrelación de los factores de formación da lugar a procesos de formación, los cuales se manifiestan en los diferentes tipos de suelos a través de sus propiedades y características, tanto morfológicas como físicas, químicas, biológicas y mineralógicas. Este postulado constituye la esencia genética en la edafología, con vigencia actual, ya que como bien plantea Targulián (1990), el suelo es el espejo de la naturaleza y en él se manifiestan todos los cambios que tienen lugar durante su formación. Con relación a la clasificación de suelos, se ha visto en los últimos años la conveniencia de tener una clasificación de suelos basada en la génesis, pero siempre que se establezcan horizontes y características de diagnóstico en relación con los procesos que intervinieron en la formación del suelo. Para este fin se utiliza el método tradicional del estudio del perfil del suelo, complementado con análisis físicos, químicos y mineralógicos. En el perfil del suelo se descubren características y propiedades que nos sirven de diagnóstico de las transformaciones que han ocurrido en los suelos durante su formación, de su estado físicoquímico. La secuencia de los horizontes y la forma en que está constituido el perfil nos habla de los procesos de migración de las sustancias, lo cual puede complementarse con los análisis de micromorfología y de mineralogía del suelo. Es decir, que los diagnósticos de las propiedades de los suelos no da la posibilidad de establecer horizontes y características de diagnóstico en relación con los procesos edafogenéticos, lo cual nos sirve para fundamentar la clasificación genética del suelo. Esta línea de trabajo ha sido aplicado en los últimos 10-15 años en diferentes versiones de clasificación de suelos nacionales e internacionales, entre las cuales tenemos: World Reference Base for Soil Resources (Spaargaren et al., 1994; Deckers et al., 1998 y Driessen et al., 2001), Referencial Pedológico Francés (AFES, 1990), Clasificación de Suelos de Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 33 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo Rusia (Shishov er al., 2000), Clasificación de Suelos de China (Gong Zi Ton, 1988), Nueva Versión de Clasificación de Suelos de Cuba (Hernández et al., 1999). Para los fines que persigue la cartografía de los suelos, resulta muy adecuado el enfoque ecológico que brinda la aplicación de la clasificación genética de los suelos, para lo cual es necesario que la misma esté bien fundamentada en horizontes y características de diagnóstico en relación con los PFS. Cuando se estudian los suelos de una región, estado o provincia o de un país completo, es necesario poder establecer la relación de los suelos en los diferentes ecosistemas, y además sus propiedades en su formación natural. Al tener estos patrones establecidos y la historia de la influencia antropogénica, entonces se puede determinar los procesos de degradación que han podido ocurrir inducida por el hombre, así como su cuantificación, ya que la cartografía de los suelos nos da la distribución areal de los diferentes cuerpos naturales (suelos) que se han estudiado. Estos conceptos se han aplicado para diferentes regiones tropicales de Cuba, México, Nicaragua, Perú e Islas Caimán, que ha sentado las bases para definir los principales procesos de degradación de suelos en regiones tropicales (Hernández et al., 1999). 4. DEFINICIÓN GENERAL DE FORMACIÓN DE LOS SUELOS LOS PRINCIPALES PROCESOS DE Teniendo en cuenta los diferentes esquemas establecidos desde la propuesta de Guerasimov y Glazovskaya (1960) para los PFS, nosotros proponemos de PFS y pensamos que estos pueden agruparse en 5 grupos, de la forma siguiente: Grupo de PFS en los cuales predomina las transformaciones (pedomorfismo) de la parte mineral del suelo Sialitización Fersialitización Ferralitización Alitización Ferritización Grupo de PFS en los cuales predomina las transformaciones (pedomorfismo) y acumulación de la parte orgánica del suelo Humificación Turbificación Grupo de PFS en los cuales predomina las tansformaciones y acumulación de la parte mineral y orgánica del suelo Salinización Vertisolización Andosolización Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 34 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo Grupo de PFS en los cuales predomina las transformaciones y migración de los materiales minerales y orgánicos del suelo Desalinización Gleyzación Podzolización Lavado, Lixiviación y Seupodzolización Grupo de PFS en los cuales tiene lugar la formación de panes endurecidos en el suelo Formación de corazas lateríticas Formación de corazas infértiles en medio árido Formación de corazas silícias A continuación pasamos a dar una definición general de cada uno de estos procesos de formación de suelos, los cuales pueden estar presentes en forma individual o combinada en los suelos. 4.1. Grupo de PFS en los cuales predomina las transformaciones (pedomorfismo) de la parte mineral del suelo Por la revisión bibliográfica y nuestra experiencia en el estudio de los suelos tropicales, pensamos que para una mejor comprensión de estos procesos, es más adecuado enfocarlos desde el punto de vista de la Evolución del Suelo, relacionado con lo que Duchaufour (1984) refiere como proceso geoquímico de transformaciones en los suelos de las regiones tropicales. El concepto de Evolución del Suelo surge en Europa Occidental con los trabajos de Sigmond (1938), que separa 4 subgrupos de suelos en su clasificación, que se diferencian como etapas de evolución, desde suelos más jóvenes hasta los más evolucionados: Suelos minerales brutos, suelos sialíticos, suelos sialíticos férricos y suelos alíticos. Esta dirección fue profundizada por Kubiena (1953), cuando estableció los siguientes Grupos de suelos en relación con su evolución: Suelo mineral bruto, Tierra parda, lehm pardo, Lehm rojo, Terra rossa. Unos años después, con los trabajos de los pedólogos franceses (Aubert y Duchaufour, 1954; Aubert, 1965), se queda bien establecida esta línea de evolución de los suelos y plasmada en la clasificación francesa de los suelos (CPCS, 1967), en la forma siguiente: Suelos minerales Brutos Suelos Poco Evolucionados Suelos Calcimagnésicos Suelos Brunifiés (Suelos empardecidos) Suelos con Sesquióxidos de Fe Suelos Ferralíticos Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 35 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo Indiscutiblemente que para tener una representación completa de la línea de evolución de los suelos, es necesario analizar su comportamiento en las condiciones tropicales, teniendo en cuenta que las transformaciones que ocurren en los suelos no son solamente químicomineralógicas, ya que siempre interviene la acumulación de la materia orgánica en la parte superior del perfil. Por esto, no se debe caer en una tendencia mecanicista de clasificar solamente por las características químico mineralógicas del suelo, sino además por las del horizonte húmico acumulativo, que puede servir para establecer horizontes de diagnóstico (por ej., húmico, mullido, ócrico, etc) Para este grupo de PFS Guerasimov y Glazovskaya (1960) hace mas de 40 años plantearon 3 procesos principales (proceso primario, sialitización y alitización), después el propio Guerasimov (1975) expuso que entre la sialitización y la alitización había un espacio muy grande y debían definirse procesos intermedios. Teniendo en consideración los aportes de estos especialistas, conjuntamente con el concepto de evolución de los suelos de la edafología europea occidental (encabezada por los edafólogos franceses), muy bien manifiesta para las condiciones tropicales de Cuba, pensamos que estos PFS deben considerarse como etapas de evolución, en la secuencia siguiente: sialitización, fersialitización, ferralitización, alitización, ferritización. El PFS de sialitización, según Guerasimov y Glazovskaya (1960) no es más que la transformación por hidrólisis y carbonatación de los minerales primarios en minerales secundarios (arcillas). El proceso de intemperismo, muy enérgico en las condiciones tropicales, se inicia con la acción de la hidrólisis de los minerales primarios constituyentes de las rocas madres (anfíboles, piroxenos, feldespatos, micas,etc). Un ejemplo clásico se muestra con la ortosa (feldespato) con la siguientes reacción: Si3O8AlKNaCa + CO2 + H2O ----- SiO2 + Al2O3 + KOH, NaOH, Ca(OH)2 En primera instancia se forma arcilla del tipo 2:1, por la recombinación del Al2O3 con la sílice (SiO2), en medio alcalino, y la sílice se lava en parte, mientras que los hidróxidos se van lavando con la solución del suelo. En el caso de tener minerales primarios con contenidos notables en hierro, este elemento con el intemperismo se libera y se acumula en forma de hierro libre, aunque en determinadas condiciones puede entrar a formar parte de las arcillas del tipo de las nontronitas. De esta forma va produciéndose la formación del suelo con la descomposición de los minerales primarios y síntesis de minerales secundarios. En caso de existir arcilla en la roca inicial, ya se por herencia en las rocas sedimentarías o por transformación biogénica, este contenido se hereda, aumentando la cantidad de arcilla en el suelo. Esta etapa de formación del suelo se conoce como Sialilitización, y aunque se muestra en forma esquemática, es bastante complejo ya que se producen complicados procesos de descomposición y síntesis de los materiales minerales y además paralelamente ocurre la transformación de la materia orgánica en el suelo y su acumulación en forma de humus, con el desarrollo de la actividad biológica del suelo, que también participa en las transformaciones que allí ocurren, dando lugar a la formación de determinado tipo de humus y además a la formación de complejos órgano-minerales. Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 36 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo Este PFS de sialitización es muy común en suelos jóvenes de cualquier latitud, que generalmente se clasifican como Cambisoles, Inceptisoles o suelos Pardos Sialíticos. En este estadio de formación de suelo, gran parte de las propiedades del suelo va a tener relación directa con el tipo de roca madre, ya sea ácida, intermedia o básica, carbonatada, ígnea, sedimentaria o metamórfica. Por lo regular los Cambisoles que se forman de rocas ácidas (granitos, granitoides), son ricos en cuarzo y feldespato y tienen textura franco arenosa; pero por el contrario si las rocas son de composición intermedia, son más arcillosos y saturados. Si son rocas básicas, por lo general tienen un contenido más alto de hierro libre en valor absoluto, y la relación Ca:Mg del complejo de intercambio suele ser menor de 2, lo que no es apropiado para los suelos y finalmente para las rocas ultrabásicas, el contenido en hierro libre es mayor, y la relación Ca:Mg es muy bajo y casi no tienen K intercambiable, que frecuentemente es bloqueado por el Mg. Podemos decir que la sialitización a pesar de ser un PFS que se presenta en cualquier latitud, es una formación típica de las regiones de clima templado y mediterráneo, y en las condiciones tropicales se presenta en los relieves de edad más joven. Si el intemperismo es más acentuado, sobre todo teniendo en cuenta el factor tiempo de formación de suelos o el clima mas lluvioso y cálido, entonces las bases se continúan lavando, hay mayor cantidad de lavado de sílice y el pH del suelo alcanza la neutralidad. A medida que avanza el proceso, la reacción del suelo se vuelve ligeramente ácida, comienza la desaturación y ante un contenido más bajo en sílice, el tipo de arcilla que se tiende a formar es del tipo 1:1. Se puede tener una mezcla de arcillas 2:1 y ¡:1. El hierro libre continua acumulándose, pudiendo llegar hasta 3% ó 40-50% del hierro total. En este caso el horizonte B toma coloración pardo rojiza a roja. Esta etapa se conoce como Fersialitización, constituyendo al igual que en la etapa anterior un PFS. Este PFS de sialitización da lugar a los Cambisoles crómicos y Cambisoles ródicos, suelos que se presentan mas frecuentemente en condiciones de clima mediterráneo o tropical y menos comunes en clima templado. En condiciones de clima tropical, al continuar el proceso de lavado en el tiempo y espacio, la reacción del suelo se vuelve más ácida, y esta acidez actúa a su vez sobre las estructuras de los minerales primarios y alteritas que quedan, contribuyen así a la intensificación del proceso de intemperismo sobre la estructura de los aluminosilicatos secundarios del tipo 2:1, conllevando a la formación de minerales arcillosos del tipo 1:1 y liberación de aluminio. El aluminio liberado en presencia de agua produce acidez, liberando iones H +, como se representa en la forma siguiente (según Fripiat y Herbillon, 1971): Al+3.6H2O ------ AlOH.5H2O + H+ (pH = 5-25oC) La acumulación del hierro libre en esta etapa es mayor, pudiendo llegar hasta 6-8% ó más y siempre mayor de 60% con relación al Fe total. El suelo adquiere color rojo, rojo amarillento prácticamente en el perfil completo, exceptuando el horizonte A que es de tono más oscuro por la influencia de la materia orgánica, siendo al mismo tiempo mucho más profundo, llegando incluso a formarse cortezas de intemperismo. Este etapa de formación del suelo se conoce como Ferralitización, y es un formación típica del clima tropical. Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 37 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo En condiciones de clima tropical húmedo, en relieves antiguos, la acción del intemperismo en la formación del suelo es aún mas enérgica. En estas condiciones la acción del Al liberado genera más iones H+ en presencia del agua, lo que hace que la situación de acidez se acentúe, produciéndose así una reacción en cadena en la que los cristales de los aluminosilicatos secundarios (arcillas) sean sometidos al ataque de la reacción ácida y se liberen nuevos iones de aluminio. De esta forma va aumentando paulatinamente el contenido de aluminio intercambiable, llegando a alcanzar hasta el 50% ó más del complejo de intercambio. En estas condiciones paralelamente se desarrolla el PFS denominado lixiviación. Esta etapa se conoce como Alitización, y es propia de las formaciones edafológicas estables y antiguas del clima tropical húmedo. Por ejemplo para el caso de Cuba estas formaciones son posibles en los relieves estables de las montañas, que resultan más antiguos y donde se presenta el clima tropical húmedo. Como consecuencia de la Alitización, se produce una fuerte acidez en el suelo, debido principalmente al aluminio intercambiable, que resulta la fuente principal de acidez de las regiones tropicales. En estas condiciones, se forma también en forma paralela el horizonte Bt argílico, por el proceso de lixiviación que tiene lugar en forma paralela. Por eso como resultado de la alitización, se presentan las siguientes características en el perfil del suelo: Horizonte Bt argílico Grado de saturación por aluminio cambiable igual o mayor de 50% pH en cloruro de potasio igual o menor de 4.0 Estructura del suelo con agregados de tamaño pequeño, poco estables, en el horizonte A; mientras que en el Bt argílico pueden ser del tipo de bloques subangulares Presencia de colores rojos, rojo amarillento, amarillo y sus combinaciones. En cuanto al proceso de Ferritización se refiere, podemos decir que este es un PFS que se desarrolla también por acción enérgica e ininterrumpida del intemperismo en clima tropical húmedo, en superficies estables y antiguas en el paisaje. Este proceso fue descrito por Zonn (1974) para los suelos clasificados como serie Nipe (Bennett y Allison, 1928) y también Latosol (Hernández et al., 1971), en la meseta de Pinares de Mayarí en la provincia de Holguín, y en Cajálbana, en Pinara del Río, ambas regiones de Cuba. Según este autor, este es un proceso que ocurre solamente a partir de las rocas ultrabásicas (serpentinitas), ricas en olivino, en relieve estable y antiguo, bajo condiciones de intemperización muy intensa, similar a la del proceso de alitización, que da lugar a la destrucción de los minerales primarios y lavado de bases, con fuerte acumulación de óxidos e hidróxidos de hierro, debido al carácter ultrabásico del material de origen. De esta forma se puede acumular de 50% ó más de óxido de hierro en la masa del suelo, de forma tal que las relaciones moleculares en el suelo alcanzan los siguiente valores: SiO2:R2O3 menor de 1; SiO2:Fe2O3 igual o menor de 0,5-1,0 y SiO2:Al2O3 de 7-18. La acumulación intensa de los óxidos e hidróxidos de hierro, principalmente hematita y goethita, en la masa del suelo, conlleva a una serie de propiedades muy particulares de los suelos que se forman bajo este proceso, entre las cuales tenemos: Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 38 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo Color rojo oscuro en el perfil Normalmente con corteza de intemeperismo antigua Formación de nódulos ferruginosos que pueden alcanzar un contenido igual o mayor al 20% Capacidad de intercambio catiónico < 12 cmol(+).kg-1 en el suelo Composición de minerales secundarios representada por hematita, goethita, un poco de gibbsita y trazas de caolinita Valores de pH en agua y cloruro de potasio semejantes, a veces mayor en cloruro de potasio Estructura de agregados finos, poco estables Generalmente con horizonte Bt argílico Bajo contenido en potasio y fósforo, con muy alta capacidad de fijación de fósforo 4.2. Grupo de PFS en los cuales predomina las transformaciones (pedomorfismo) y acumulación de la parte orgánica del suelo Dentro de este grupo de PFS tenemos las acumulación de humus (humificación) y la acumulación de turba (turbificación). Proceso de acumulación de Humus (en general tomado de Guerasimov y Glazovskaya, 1960 y Zonn, 1974) Este proceso tiene gran importancia en la formación del suelo, ya que con él está relacionada la aparición de las sustancias orgánicas relativamente estables en el espesor del suelo, y en particular los coloides orgánicos del suelo. Los coloides orgánicos tienen gran capacidad absorbente y propiedades plásticas en determinadas condiciones.. Fijando las partículas minerales, formando agregados de suelo, las sustancias orgánicas desempeñan un papel muy importante en la creación de la estructura del suelo y de las propiedades físicas favorables relacionadas con la misma. Además el humus es un fondo de reserva de sustancias alimenticias (nitrógeno, fósforo, potasio, azufre, etc.). Cuando se comienza a formar el humus en el suelo, se adquieren las propiedades que diferencian el suelo como cuerpo natural, sobre todo el de fertilidad y su capacidad productiva, que lo diferencia de las rocas madres y los sedimentos. La formación de humus y del horizonte húmico es característico para la formación del suelo en general, pero solamente en condiciones dadas, al acumulación de humus constituye el proceso principal en la formación del suelo, que determina el carácter de la transformación de los compuestos minerales en el suelo y sus propiedades físicas. Estas condiciones son las siguientes: El ingreso anual de grandes masas de restos orgánicos ricos en elementos de ceniza, en los horizontes superiores del suelo y sobre su superficie. Contenido alto de bases, particularmente calcio, en la parte mineral del suelo. Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 39 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo Condiciones climatológicas en que los períodos de buena humedad del suelo se cambia por el período de seca, lo que lo protege contra la mineralización orgánica rápida de los residuos orgánicos y contribuye a la acumulación de sustancias orgánicas en forma de humus. La existencia de todas estas condiciones lleva a la acumulación de humus en la forma más estable. El ingreso considerable de los restos orgánicos, propio para las formaciones herbáceas, su alto contenido en bases, así como la abundancia en bases en la ceniza, producen la reacción neutra-alcalina en los suelos, que propician la acumulación intensa de humus. La reacción neutra propicia además la actividad biológica del suelo predominantemente bacterial, que conlleva a la humificación de los residuos orgánicos acompañada por la formación de un grupo de ácidos húmicos en estado coagulado, generalmente con humatos de calcio, de color oscuro. Esta coagulación de los ácidos húmicos promueven una adecuada acumulación de bases, principalmente calcio. El aporte de gran cantidad de residuos orgánicos, el predominio de ácidos húmicos poco móviles y su restringida mineralización, conllevan a una fuerte acumulación de humus, que puede colorear el suelo hasta una profundidad de 1 metro. La presencia de buena cantidad de coloides orgánicos da lugar a un capacidad de absorción alta. El complejo de intercambio está saturado por calcio y magnesio que contribuye a su estabilidad. Los coloides se encuentran en estado coagulado y no migran por el perfil. La abundancia de los coloides orgánicos y la coagulación sólida contribuyen a la formación en el suelo rico en humus de una estructura granular o nuciforme-granular resistente al agua. Durante largo tiempo se prestó poca atención a al parte orgánica en el estudio de los PFS en las regiones tropicales y subtropicales. Se consideraba que en ellos se produce la mineralización casi completa de los residuos orgánicos y que los suelos en estas condiciones tienen como característica principal la parte correspondiente a la fase mineral. Sin embargo, en la actualidad se ha descubierto que en las regiones tropicales se forman suelos, sobre materiales de origen ricos en carbonato de calcio o en calcio, en los que la acumulación del humus tiene gran importancia y regula las propiedades de los mismos. En Cuba, por ejemplo, el proceso de acumulación de humus (humificación) ocurre en forma típica en los denominados suelos Húmicos Carbonáticos (Pirignoi carbonatnii, en ruso), que sirve como diagnóstico para la clasificación de estos suelos mediante un horizonte de diagnóstico que se le llamó humificado (Hernández et al., 1999).Según Zonn (1968), Hernández et al. (1973), y Ascanio (1984) este proceso está relacionado estrechamente con las calizas margosas blancas y amarillas del Paleógeno, que por su contenido en arcilla condicionan la cementación de los ácidos húmicos, que a su vez forman humatos de calcio de color negro, ocurriendo al mismo tiempo el lavado paulatino de carbonato de calcio en el suelo. Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 40 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo En México, hemos visto un suelo también humificado, en las llanuras comprendidas entre los estados de Oaxaca y Veracruz, cultivado con caña de azúcar, en condiciones de clima tropical subhúmedo. Este suelo formado sobre una arenisca no carbonatada, pero rica en calcio y materiales volcánicos (alófanas y vidrio volcánico), ha dado lugar a la formación de un suelo de color negro, rico en materia orgánica y que fue clasificado como Feozem según la clasificación FAO-Unesco (FAO, 1988), que se utiliza en México. Para ambas regiones el proceso de humificación en estos suelos da lugar a una estructura nuciforme-granular y regula las características de fertilidad del suelo. Es decir, que el proceso de humificación es intenso y dominante en el perfil, siendo el suelo del tipo A 11A12-A13 – C. Proceso de acumulación de Turba (tomado de Guerasimov y Glazovskaya, 1960 y Zonn, 1974). Este proceso consiste en la acumulación de los restos orgánicos de plantas poco descompuestos en la superficie del suelo. La condición principal para el desarrollo de este proceso es el estancamiento más o menos prolongado del agua en el espesor del suelo, que crea condiciones anaeróbicas, con insuficiencia de oxígeno, las cuales reducen notablemente la intensidad de los procesos de oxidación y la mineralización de los residuos orgánicos. Debido a la anaerobiosis y la escasa descomposición de los restos orgánicos en el suelo se forman productos intermedios de bajo peso molecular (butírico, acético, láctico), que disminuyen aún más el proceso de mineralización, ya que se reduce la actividad de los microorganismos, a los cuales pertenece el papel principal de los procesos de transformación de las sustancias orgánicas en el suelo. Poco a poco el medio donde viven los microorganismos se hace cada vez más tóxico por estos productos, lo que hace imposible la actividad biológica posterior. Todo esto conlleva a la acumulación sobre la superficie del suelo de las sustancias orgánicas semidescompuestas en forma de turba, que constituye la parte integrante de cualquier región pantanosa. Por consiguiente, la formación de turba es un proceso bioquímico en que participan numerosos microorganismos, que realizan funciones complejas de la descomposición y síntesis de las sustancias orgánicas que finalmente forman la turba de los suelos pantanosos. La utilización agrícola de las turberas deben acompañarse con diferentes tipos de mejoramiento del terreno, dirigidas a su desecación y la disminución del nivel de las aguas subterráneas. Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 41 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo 4.3. Grupo de PFS en los cuales predomina las transformaciones y acumulación de los materiales minerales y orgánicos del suelo. En este grupo se incluyen los procesos de salinización, vertisolización y andosolización. Proceso de Salinización (también llamado proceso Solonchak) Para que ocurra el proceso de desalinización en los suelos es necesario que existan condiciones para la presencia de soluciones saturadas con cationes alcalino y alcalinotérreos, y el mecanismo de la interacción suelo:clima:hombre puede conllevar al proceso de salinización del suelo (Flores Díaz, 1996). No obstante, la formación de los suelos Solonchaks tiene relación no solamente con la acumulación de las sales, sino también con el factor tiempo para que la presencia de las sales solubles ejerza su influencia a través del PFS, dando lugar a la manifestación de las propiedades que caracterizan estos suelos. Este proceso se manifiesta principalmente por la acumulación y redistribución ascendente de las sales solubles. En numerosas regiones del mundo la fuente principal de las sales solubles proviene de las rocas madres. Durante la formación del suelo, las sales solubles se disuelven por las aguas de lluvia y son lavadas hacia las aguas subterráneas, ríos, lagos y mares. La salinidad de las aguas marítimas y oceánicas está relacionada con la acumulación de las sales solubles que provienen de las tierras de nuestro Planeta. Por su origen, la acumulación de sal se divide en continental y marítima. La acumulación de sal continental está condicionada por la concentración de sales que se liberan durante el intemperismo en las depresiones de diferente tipo y llanuras sin desague. La acumulación de sales de origen marítimo está relacionada con la concentración de sales en sedimentos marinos que forman las llanuras marinas y fluvio-marinas, principalmente cuaternarias. En condiciones continentales con clima árido y semiárido, donde las precipitaciones son menores que la evapotranspiración, en el caso de un manto subterráneo salino cerca de la superficie, ocurre el proceso de salinización natural de las tierras en la forma siguiente: La capa de agua sobresaturada con sales, asciende por elevación capilar, alcanzando la superficie del suelo. El agua se evapora y las sales solubles se precipitan. Este mecanismo se mantiene por el flujo capilar del manto cerca de la superficie, estableciéndose en forma constante Como resultado de lo anterior, sobre la superficie del suelo y en la parte superior del perfil, se acumulan las sales fácilmente solubles en el agua. Durante la cristalización las sales llenan los poros y espacios vacíos del suelo, dispersando las partículas y manteniendo en estado seco una consistencia friable del suelo Cuando las sales afloran en la superficie, forman una corteza o costra salina, donde no crece la vegetación, dando lugar a lo que se denominan “calvas salinas” Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 42 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo En estas condiciones las plantas que subsisten son las llamadas halofíticas. El suelo adquiere propiedades muy peculiares, como son: bajo contenido en materia orgánica, sin estructura, pH alrededor de 7-8 y presencia de cristales de sales Si las aguas subterráneas no alcanzan la superficie, entonces las sales se acumulan a la profundidad que pueden ascender. Tales casos se diagnostican o por la identificación de las sales en el campo y propiedades de los suelos, o por los análisis químicos de los suelos, que descubren el carácter de distribución de las sales en el perfil hasta las aguas subterráneas. La acumulación de las sales en la parte superior del suelo alcanza valores igual o mayor de 2%, reconociéndose hasta hace algunos años este límite como el del umbral para clasificar el suelo Solonchak, aunque en las últimas clasificaciones se utiliza los valores de la conductividad eléctrica expresado en ds/m, que para el horizonte sálico o salino se pone como límite el valor de 30 ds/m, en un extracto suelo:agua de 1:1 (Soil Survey Staff, 1994). Proceso de Vertisolización (formación de Vertisol) Este proceso es bastante complejo, y para su formación se necesitan determinadas condiciones entre las cuales tenemos: presencia de un espesor arcilloso (al menos con contenido igual o mayor de 35% en arcilla, según la Soil Taxonomy), relativamente profundo, con predominio de arcillas dilatables, del tipo 2:1 - necesidad de un período de tiempo notable para que tenga lugar la edafogénesis, y que ocurra la “haploidización”. Debido a la pedoturbación arcillosa y condiciones de clima de humedad alternante y cálido. Según Stanley Buol et al. (1981), este proceso se desarrolla en la forma siguiente: Durante la estación seca. Como resultado de la contracción de la masa del suelo por influencia de las arcillas dilatables, se forman grietas amplias y muy grandes, que pueden llegar hasta 1 m de profundidad medidas desde la superficie. Las grietas pueden rellenarse de materiales de los horizontes superiores a causa de la actividad de los animales, el viento o de la lluvia (en la parte inicial del período lluvioso), cuando las grietas son todavía suficientemente amplias. Por el humedecimiento, en el período lluvioso, el material arcilloso se dilata y las grietas se comprimen con el material rellenado, en la parte baja de las mismas, creándose fuerzas de tensión laterales y hacia arriba Como resultado, se forman promontorios en la superficie del suelo, formándose un microrrelieve denominado “gilgaie” Al mismo tiempo el agrietamiento en profundidad no es solo vertical, sino horizontal y lateral, es más espaciado, dando lugar a la formación de una estructura en forma de bloques que con el movimiento del suelo por la dilatación y contracción, forma entonces una estructura de bloques prismáticos con caras de deslizamiento. Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 43 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo En síntesis, se puede concretar que este proceso tiene lugar en varias etapas: proceso de inversión del suelo, movimiento del suelo por agrietamiento, expansión y dilatación, formación de slikensides (caras de deslizamiento con cutanes de presión) y desarrollo en la superficie del terreno del microrrelieve gilgaie. Este proceso de formación de los Vertisoles es bastante complejo y conlleva a que existan características peculiares en los suelos que no se presentan en ningún otro tipo de suelo. Por ejemplo, la pedoturbación con la inversión del suelo conlleva a la formación de bolsones o lengüetas de color gris, gris-oscuro, que tienen una relación C:N más alta que en el horizonte A (a veces con valores entre 15 y 25), como ocurre en el caso de los Vertisoles de las llanuras orientales de Cuba (Ortega, 1982; Hernández et al., 1983). La manifestación en diferentes partes del mundo de suelos oscuros arcillosos y plásticos, conllevó a la separación inicial de tales suelos a nivel mundial, entre los cuales se incluyen los Vertisoles. Así inicialmente se clasificaron como Oscuros Plásticos (Dudal, 1968; Tiurinakov y Bitriskaya, 1971). Sin embargo, la definición del proceso de formación y la precisión de sus características dio lugar a la separación de los Vertisoles en forma clara y precisa. En este sentido contribuyó mucho el trabajo de la Soil Taxonomy, con los últimos cambios que aparecen en la versión de 1994, como resultado del trabajo del ICOMERT, presidido por el Dr. Juan Comerma de Venezuela. Proceso de Andosolización Las cenizas volcánicas como productos del vulcanismo que es extiende desde el Pleistoceno al presente, constituyen el principal factor ecológico que determina la formación de los Andisoles (Soil Taxonomy, 1999) o Andosoles (World Reference Base, 1998). Al eludir la alteración del material consolidado, se acelera su intemperización y su transformación transcurrirá más rápidamente cuando más finas sean las cenizas y su composición química sea más básica, orientándose hacia una acidólisis y complejólisis características, debido a la participación que la materia orgánica desempeña en relación con su edafogénesis. La alteración produce cantidades masivas de complejos aluminio-humus y hierro-humus, que evolucionan in situ sin sufrir migraciones atribuibles a la policondensación moderada de amorfos tanto orgánicaos como minerales. Los compuestos amorfos estabilizan la materia orgánica y la protegen contra la degradación microbiana, provocando su acumulación en el perfil. Esta formación masiva de complejos arcilla-humus amorfos es independiente de la vegetación, y está gobernada exclusivamente por los factores climáticos (humedad constante del clima desprovisto de una marcada estación seca), y en material mineral que es siempre de naturaleza volcánica. A su vez los compuestos húmicos estabilizan la evolución de los coloides orgánicos, confiriéndoles un climax más o menos estable; estos conjuntos de procesos constituyen la llamada andosolización, a través de la cual estos suelos permiten la continuidad del flujo energético del sistema edáfico. Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 44 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo Sus componentes esenciales son amorfos y de rango corto; la materia orgánica humificada y como coloides inorgánicos las alofanas, imogolita, las haloisitas de 10Ao, pobremente cristalizados. Fitzpatrick (1984) señala, que la andosolización es un proceso muy rápido, resultante de la gran área superficial del material parental. Una parte importante de este proceso es la hidrólisis de la ceniza volcánica, la cual se intemperiza inicialmente a la palagonita amarilla, parda o anaranjada. Se piensa que la palagonita es un aluminio-silicato amorfo que contiene Ca, Mg, y K, pero cambia con rapidez a arcillas alofánicas. Después de la hidrólisis se forman también óxidos amorfos, “minerales de rango corto” y minerales microcristalinos de hierro, aluminio y sílice, que están distribuidos en el suelo con bastante uniformidad. Otro proceso que sucede en forma simultánea es la humificación parcial de la materia orgánica, con formación de complejos estables con el aluminio y hierro activos y con el alofano y minerales asociados (Wada, 1985). La acumulación intermitente de ceniza volcánica y otros materiales piroclásticos tiene un considerable impacto en la génesis y morfología de los Andosoles (Aguilera, 1969; Leamy et al., 1980). En las regiones volcánicas activas, es común encontrar suelos que tengan depósitos de materiales piroclásticos y suelos sepultados dentro de la sección de control. La interpretación de la morfología de tales perfiles es un primer elemento en el desentrañamiento histórico de la actividad volcánica y ha tenido considerable importancia en la investigación sobre cronología y estratigrafía de las tefras, particularmente en Japón (Sasaki, 1974) y Nueva Zelanda (Pullar y Birrel, 1973). La formación de minerales como el alofano, los constituyentes alofanicos, la imogolita, y la sílice opalina, son los aspectos mas importantes del proceso de andosolización, en general a partir de piroclastos. El alofano está presente sobre la superficie de minerales primarios aluminosilicatados intemperizados en el suelos y los sitios extremos abundantes sobre la superficie del alofano se semejan a los sitios superficiales menos abundantes unidos a las estructuras de minerales primarios aluminosilicatados intemperizados. Considerar el comportamiento de sitios individuales de este tipo cercano a átomos específicos parece ser necesario para progresar en el entendimiento de la química de interfases sólido:fluído (gas o líquido) en el suelo (Fieldes y Claridge, 1975). La arcilla denominada alofana, denota una serie de hidroaluminosilicatos formados naturalmente, caracterizados por tener un orden de rango corto y por el predominio de enlaces Si-O-Al. Su composición química varía dentro de los límites necesarios para mantener los enlaces Si-O-Al (Van Olphen, 1971; citado por Valera, 1993). Brown (1955) aplicó el nombre de hisingerita para un material con hierro análogo al alofano. La imogolita descrita por Yoshinaga y Aomine (1962), en un suelo derivado de ceniza volcánica vítrica, en la localidad de Imogo, es intermedia entre el alofano y la kliachita y tiene una composición aproximada de SiO2.Al2O3.2.5H2O; y consiste de unidades paracristalinas ensambladas en una estructura unidimensional. La génesis y propiedades de la imogolita están estrechamente asociados con las del alofano. Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 45 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo Uno de los procesos edafogenéticos más importantes en los Andosoles, es la dinámica a la que son sometidos muchos de los compuestos químicos provenientes de los minerales primarios, sobre todo del vidrio volcánico. Estos procesos consisten en la pérdida de bases y silicio y en una acumulación de minerales de neoformación de aluminio y hierro. La síntesis de minerales: alofano, imogolita y sílice opalina, es el proceso más prominente en la andosolización a partir de rocas piroclásticas, sin embargo el lavado de bases y de silicio prevalece en la formación del alofano e imogolita. Así conforme el proceso avanza durante la formación de los Andosoles, se observa una marcada disminución en la concentración de minerales de aluminio y hierro, sobre todo en sus formas denominadas activas. La sílice opalina predomina en los horizontes A de los Andosoles, donde la acumulación del humus y su consecuente reacción para formar complejos con el aluminio y el hierro inhibe la neoformación de alofano, hisingerita e imogolita, pero rara vez está presente en horizontes AB y B, pues desaparece gradualmente bajo condiciones de lixiviación (Wada, 1985). En México han sido documentados los diferentes contenidos de sílice y óxidos de hierro y aluminio que presentan los Andosoles de diferentes regiones, así como sus relaciones SiO2/Al2O3 evidenciando la disminución de esta relación en función del grado de intemperización mostrado por sus componentes minerales (Aguilera, 1961, 1963, 1969; García, 1984). En el caso de los Andosoles de la región de Teziutlán, Puebla, Valera (1983) señala que existe una marcada tendencia a disminuir la concentración de sílice desde un 64,68% del material parental menos alterado del horizonte AC, hasta más del 35% en los subhorizontes A12 y B21, con el consecuente aumento en las concentraciones de óxidos de Al y Fe y sus correspondientes fracciones en cationes activos. Según Quantin (1994), los Andosoles están caracterizados por presentar un horizonte de diagnóstico ándico, es decir, un horizonte dominado por minerales para cristalinos, de rango corto y/o un complejo humus:sesquióxidos inmóviles. Este horizonte se forma como resultado de 2 procesos bioquímicos de intemperismo: hidrólisis y complejación por ácidos orgánicos. a)Hidrólisis: La hidrólisis de la ceniza volcánica es favorecida por un medio bien drenado, ligeramente ácido a moderadamente alcalino (pH en agua de 5,5 a 8,5), que es también suficientemente cálido y húmedo. Este proceso rápidamente produce minerales paracristalinos (alófana, imogolita, hisingerita, ferrihidrita)), los cuales adsorben y estabilizan los ácidos húmicos. Los Andosoles con reacción cerca de lo neutro o moderadamente ácido (pH en agua >5) se desarrollan a partir de materiales píroclásticos recientes (< 10 000 años de edad ) y se presentan con más frecuencia en climas tropicales, subtropical y mediterráneo, que en clima frío o templado, donde ellos pueden formarse solamente a partir de cenizas básicas recientes. Estos suelos a menudo muestran horizontes superficiales ricos en materia orgánica y una composición mineralógica bien diferenciada. Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 46 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo b) Complejación por ácidos orgánicos: Tiene lugar bajo condiciones ácidas (pH en agua de 3,5 a 5) y ocurre en clima frío y húmedo (t < 12oC). Los quelatos (complejos humus:sesquióxidos) producidos están saturados con aluminio y son relativamente inmóviles. Este proceso da lugar a Andosoles fuertemente ácidos, con un pH (en agua) menor de 4,5 en horizontes superficiales humificados, o menor de 5 en horizontes superficiales no húmicos o álicos (por ej. Al+3 > 2 cmol(+).kg-1 en suelo). Este proceso se favorece por materiales ácidos (por ej. rhiolitas) o por materiales ricos en aluminio (por ej. vidrio volcánico), aunque puede ocurrir también sobre tobas antiguas y depósito de lava, y aún a partir de materiales no volcánicos (argilitas). En latitudes bajas, el proceso puede ocurrir a partir de residuos intemperizados ricos en aluminio, y en hierro, bajo condiciones frías y perhúmedas ( t < 12oC ), en montañas y tierras altas (por ej. en los Andes). La materia orgánica está generalmente distribuida llegando hasta capas en profundidad, de forma tal que la presencia de horizontes no húmicos son raros en estos suelos. 4.4. Grupo de PFS en los cuales predomina la transformación y migración de los materiales orgánicos y minerales del suelo Dentro de este grupo destacamos 4 PFS, que son: Desalinización, Gleyzación, Podzolización y Lavado, Lixiviación y Seuodopodzolización. Proceso de Desalinización (también llamado proceso de formación de Solonetz) Según los criterios de Guerasimov y Glazovskaya (1960), Zonn (1974) y Hernández (2001), en este proceso se pueden formar los suelos Solonetz o suelos Sódicos. Como vimos antes, el proceso de salinización (formación de Solonchak) se relaciona con la acumulación de sales solubles en el suelo, entre ellas sales de sodio. Las sales de sodio no solamente saturan la solución del suelo y provocan la dispersión de la masa del suelo, sino además participa en las reacciones de intercambio en el complejo coloidal, desplazando de éste al calcio y también al magnesio cambiables, según la ecuación: Complejo interc.....Ca++ +Mg++ + 4NaCl -- Complejo interc.....Na+ + CaCl2 + MgCl2 La presencia de sodio en el complejo de intercambio condiciona una coagulación muy inestable de los coloidal. Solamente gracias a la presencia de alta concentración de sales, los coloides saturados de sodio se mantienen en estado coagulado. Pero cuando comienza la desalinización del suelo, con la eliminación del exceso de sales, ocurre la influencia peptizante del sodio adsorbido sobre los coloides minerales y orgánicos del suelo, que adquieren movilidad. La masa coloidal del suelo entonces saturada por el sodio intercambiable, toma reacción fuertemente alcalina, condicionado por las reacciones de intercambio del sodio adsorbido con el ácido carbónico soluble en el agua o los carbonatos si están presentes, según el esquema: Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 47 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo Complejo interc....Na+ + H2CO3 --------- Complejo interc....H+ + Na2CO3 Complejo interc....Na+ + Ca(HCO3)2 ---- Ca++ + 2NaHCO3 Como resultado en el suelo aparece un álcali fuerte, los valores de pH en el caso de tener gran cantidad de sodio absorbido, puede alcanzar valor de 10-11. Solamente pocas plantas pueden tolerar una alcalinidad tan alta, por eso a medida que se desarrolla este proceso, aparece una vegetación especial en estos suelos. Las condiciones extremas de reacción alcalina, conlleva a la disolución de algunos compuestos, tanto de la parte orgánica como mineral del suelo. Sobre la parte mineral se destruyen tanto los minerales primarios como secundarios, formándose el silicato de sodio, soluble en agua. Sobre las sustancias orgánicas se forman humatos de sodio soluble en agua. De esta forma, durante este proceso, ocurre inicialmente la peptización de los coloides y además su destrucción por las condiciones alcalinas extremas que se crean. Durante el movimiento vertical de la humedad del suelo, los coloides y productos de su descomposición se lavan hacia los horizontes inferiores. Estos productos que se mueven, al encontrarse con las acumulaciones de sales coagulan y se precipitan, dando lugar a un horizonte inferior enriquecido en arcilla y en sodio cambiable (horizonte nátrico). Como resultado de este fenómeno, a una cierta profundidad (10-30 cm), se forman 2 horizontes bien diferenciados; un horizonte superior eluvial de textura ligera y otro iluvial, rico en arcilla y sodio cambiable (hor. solonetz o nátrico). El horizonte eluvial (E ó A2), es bien pobre en arcillla y tiene estructura poco estable, a veces laminar, de color blanco a gris o amarillo pálido, (a causa de la eliminación de los óxidos de hierro, ácidos húmicos y coloides minerales), y acumulación relativa de cuarzo y sílice amorfa. El horizonte iluvial o solonetz (Bt), en seco es duro y muy compacto (horizonte nátrico); en estado húmedo se dilata y se hace pastoso. Tiene estructura prismática-columnar bien definida y frecuentemente es de color pardo a pardo amarillento. Por debajo de este horizonte frecuentemente se encuentra acumulaciones de carbonatos, cloruros y sulfuros. De esta forma el proceso de formación de los solonetz ocurre en la naturaleza por desalinización de los Solonchaks y se caracteriza por la peptización y destrucción de una parte de los coloides y la redistribución por el perfil de los productos de esta descomposición y con neoformación de arcilla en horizontes inferiores. Proceso de Gleyzación Los conceptos sobre este proceso se están presentando sobre la base de los trabajos de Guerasimov y Glazovskaya (1960), Zonn (1974) y Blume (1990). Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 48 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo Durante el proceso de gleyzación se produce un cambio muy fuerte en la composición y en las propiedades de la parte orgánica y mineral de suelo. En las sustancias orgánica se acumulan las fracciones más activas y móviles de naturaleza fulvática de bajo peso molecular. La parte mineral durante el proceso es afectada por diferentes transformaciones complejas, se realiza la destrucción de los minerales primarios y aún de los secundarios y al mismo tiempo la síntesis de minerales secundarios de neoformación (arcilla). Es decir que durante la gleyzación hay a la vez formación de arcilla y también tiene lugar la transformación de elementos con valencia variable (Fe, Mn, S, N). El proceso de destrucción de los minerales silicatados de aluminio y de hierro se produce bajo la influencia de los compuestos orgánicos activos con propiedades ácidas que se acumulan. Además, por la influencia de los aceptores activos de oxígeno, tales gases como metano, sulfuro de hidrógeno, que se forman durante la fermentación fermentaciones de algunos microorganismos anaeróbicos, dan lugar a la reducción de los elementos, con el posible desprendimiento de los oxígenos externos de las redes cristalinas de los silicatos de aluminio y de hierro, que producen la alteración de la red cristalina y su destrucción ulterior, pasando los iones de hierro, aluminio, etc. a la solución del suelo. De las soluciones coloidales e iónicas que tienen hierro, ácido silícico, hidróxido de aluminio y otros compuestos, al variar las condiciones de oxidación y durante la reacción de deshidratación es posible la neosíntesis de los minerales secundarios. Esta neosíntesis es posible cuando el lavado de hierro es débil y no tiene lugar cuando los flujos descendentes están bien expresados. En la mayoría de los casos el horizonte gleyzado tiene una composición mecánica más arcillosa que los que no lo son. Una de las propiedades más características de la gleyzación es la reducción del hierro. Los compuestos de Fe2O3 óxido férrico, al reducirse se transforman en los compuestos de óxido ferroso (bivalente). Este óxido ferroso entrando en reacción con la sílice y la alúmina, forman los aluminosilicatos de hierro. Tales minerales cuando tienen óxido ferroso presentan manchas que comúnmente son de color grisáceo, azuloso y verdoso. Los horizontes del suelo en que se acumulan estos minerales se llaman horizontes de gley. Si la humedad excesiva no es prolongada, entonces no hay una manifestación completa de la gleyzación. Por el porcentaje de las manchas se puede determinar la intensidad de la gleyzación, para esto resulta muy conveniente los patrones estándar que presenta la tabla de colores Munsell, para el porcentaje de las manchas. El color específico de los horizontes de gley está relacionado también con la pérdida de películas de óxido ferroso desde la superficie de los minerales del suelo, en este caso puede haber deferrificación y por tanto decoloración de la masa del suelo dando lugar a la formación de horizontes emblanquecidos denominados álbicos. También en la gleyzación el hierro al reducirse se redistribuye y pueden existir agregados en el horizonte gley con manchas de color gris claro hasta el blanco, conjuntamente con manchas azulosas y amarillentas que son diferentes en el contenido en hierro. Este mecanismo es aún más complejo en condiciones de alternancia de sobrehumedecimiento y de desecación Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 49 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo principalmente en climas tropicales subhúmedos, ya que hay alternancia de períodos de reducción y de oxidación. Igualmente el proceso es diferente cuando ocurre por influencia de una capa freática que puede oscilar por el perfil del suelo o cuando es producto del estancamiento superficial del agua. Este último caso puede ser provocado por un cambio en la densidad aparente del perfil, o del contenido en arcilla entre los horizonte A y B (caso muy frecuente) o también por inundaciones. Por el estancamiento superficial de las aguas se crean condiciones de reducción en la parte superior del perfil, que conlleva a la formación de compuestos orgánicos activos de propiedades ácidas y compuestos móviles, lo que provoca que ocurran fenómenos de destrucción y reducción de la parte mineral del suelo, que a su vez conlleva a que se produzcan procesos de migración por el flujo descendente o lateral del agua. Estos suelos afectados por la gleyzación superficial (seudogley o stagnogley), muestran características particulares de la distribución de los óxidos de Fe y Mn. Las superficies de los agregados del horizonte B arcilloso o loamoso (franco) son emblanquecidas y desprovistas de estos óxidos, mientras que los centros de los agregados se enriquecen mostrando colores pardo (café) a anaranjado. Es decir tendremos diferenciación de coloración por la reducción en el horizonte A y en la parte superior del horizonte B por influencia de la gleyzación superficial. Este proceso se hace aún más complejo cuando ocurre en suelos diferenciados texturalmente, con sedimentos arenosos sobre sedimentos arcillosos, sobre todo en condiciones tropicales y a partir de materiales de composición ferralítica o fersialítica, ricos en hierro y aluminio. Debido a las diferentes formas de la gleyzación han surgido diferentes variantes en la clasificación de los suelos. Inicialmente se concibieron los suelos gley aquellos que estaban afectado por una capa freática y el proceso se presentaba en la parte media superior del perfil o en todo el perfil. Posteriormente, Muckenhausen (1963) caracterizó el suelo Seudogley, relacionándolo con los suelos sometidos al proceso de gleyzación debido al estancamiento superficial del agua y no a una capa freática. Guerasimov (1975) planteó que en todos los casos existía el proceso gley y no debía utilizarse el término seudogley y propuso diagnosticar el proceso en la forma siguiente: Cuando es superficial, exogley; cuando es en la parte media, paragley; y en profundidad, endogley. En la clasificación Soil Taxonomy, desde su primera versión, (Soil Survey Staff), se presentó el concepto de régimen hídrico acuíco y los suelos que están afectados por este régimen a menos de 50 cm de profundidad, desde la superficie, se clasifican a nivel de Suborden y cuando están a mayor profundidad a nivel de Subgrupo. Con la Leyenda Revisada de la FAO (FAO, 1988) surgen los conceptos de suelos con propiedades stágnicas y con propiedades gléyicas, y posteriormente gracias a los aportes de Blume (1990, 1994), se establecen diagnósticos que los diferencian bien. Gracias a estos resultados, en la primera versión del World Reference Base (Spaargaren et al., 1994) se separaron los grupos de suelos Gleysoles y Stagnosoles, aunque en las últimas versiones de esta clasificación (Deckers et al., 1998 y Driessen et al., 2001), se separa los Gleysoles a Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 50 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo nivel de grupo de suelos y al segundo nivel, unidades de suelos, aparecen suelos stágnicos para un número grande de grupos de suelos. Proceso de Podzolización El nombre de Podzol procede la la palabra rusa “podzol”, que a su vez se forma de los términos pod, que significa debajo y zola, que quiere decir ceniza, ya que debido al PFS, en estos suelos se llega a formar un horizonte A2 ó E (eluvial) muy pobre en bases y en hierro, de color gris, gris claro, hasta blanco que se denomina como horizonte álbico. Inicialmente este proceso (Guerasimov y Glazovskaya, 1960) se relacionó con las regiones templadas frías, bajo vegetación de coníferas, que favorecía la formación de gran cantidad de acidos orgánicos agresivos (ácidos fúlvicos), que actuaban sobre la parte mineral del suelo (minerales primarios y secundarios), destruyéndolos, y a su vez estos productos en parte disueltos y en parte complejados por la materia orgánica migran hacia la parte inferior del perfil, donde ocurren fenómenos de neosíntesis de arcilla y presencia de hierro y aluminio amorfo. De esta forma el perfil se diferenciaba O-A1-E-Bt-C. A medida que se estudiaron las diferentes variantes de Podzoles en el mundo se pudo apreciar que ellos se forman en diversos medios, incluyen el clima tropical, aunque raramente, ya que es un suelo propio de regiones templadas, y sobre diferentes tipos de vegetación. Según Buol et al. (1981), la podzolización es un conjunto de procesos que provoca traslocación bajo la influencia del ión hidrógeno y compuestos orgánicos, de materias orgánicas, hierro y aluminio. Fundamentado en esto plantean los siguientes procesos que ocurren bajo la podzolización: acumulación de materia orgánica, lavado y acidificación, intemperización, traslocación de Fe y Al (con ciertas cantidades de P, Mn y arcilla) del horizonte A al B, movilización de ácido húmico y fúlvico en el horizonte B, formación de pellets o píldoras con recubrimiento de humus, reducción de la densidad y cementación. De una forma u otra en la podzolización se forma un horizonte E intemperizado y muy pobre, de color claro y un horizonte Bt iluvial, más arcilloso, rico en productos amorfos de aluminio y de hierro, y en este proceso es fundamental la migración y translocación del hierro y del aluminio en forma de quelatos por los ácidos fúlvicos desde la parte superior del perfil hacia el horizonte B iluvial. La presencia de un horizonte E, eluvial o álbico, sirvió de diagnóstico durante mucho tiempo para identificar a los Podzoles, hasta que Guerasimov (1959) detectó que en muchas regiones de Europa occidental, en clima más cálido se habían clasificado como Podzoles muchos suelos que no lo eran, y los llamó Seudopodzoles. Esta problemática se aclaró mucho con los aportes hechos por la edafología norteamericana, cuando planteó clasificar los Podzoles principalmente por el horizonte Bt, que en este caso se caracterizó como un horizonte de diagnóstico spódico, cuyos indicadores están dados principalmente por el hierro y aluminio amorfos, como resultado de la migración por el perfil en forma de quelatos con los ácidos orgánicos. A partir de este Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 51 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo momento se aclaró mucho en la clasificación de estos suelos, para lo cual es fundamental conocer bien el PFS y los horizontes de diagóstico. Proceso de Lavado, Lixiviación y Seudopodzolización El proceso de lavado ocurre en la formación de los suelos de cualquier latitud, ya sea desde el proceso primario, la sialitización, fersialitización y con mayor intensidad en la ferritización, ferralitización y alitización. A medida que el lavado se intensifica, se acidifica el medio y puede comenzar a manifestarse el proceso de lixiviación. Bajo el proceso de lixiviación se entiende no solo el lavado de las bases por el movimiento de las soluciones del suelo, sino además de otras sustancias, principalmente de las partículas arcillosas con óxidos e hidróxidos de hierro, hacia la parte media del perfil. De esta forma se desarrolla una diferenciación del perfil con un horizonte A de textura más ligera y un horizonte Bt más arcilloso. Para evitar subjetivismo en el diagnóstico de la lixiviación en los suelos, la edafología norteamericana estableció el horizonte de diagnóstico argílico, con parámetros precisos y definidos. No obstante, el diagnóstico de campo resulta muy importante, entre ellos las condiciones del medio que pueden propiciar la manifestación del proceso de lixiviación en el suelo y también los caracteres morfológicos como la textura de campo, la estructura, el color y sobre todo poder detectar con la lupa la presencia de sobreescurrimiento arcillosos (a veces acompañado con el hierro) con la lupa. Un análisis mas exacto para diagnosticar este proceso se logra con el análisis de micromorfología del perfil del suelo. A partir de suelos lixiviados o de suelos diferenciados texturalmente, en relieves estables, ya sea en llanuras como en montañas, bajo un clima húmedo, ocurre el humedecimiento de la parte superior del perfil del suelo, de textura más ligera. Este exceso de humedad puede conllevar a la reducción del hierro y su salida lateral con el lavado del suelo, dando lugar a la formación de horizontes A2 ó E (eluvial o álbico). La formación de tales perfiles que inicialmente se confundieron con podzoles, no es más que el resultado de la seudopodzolización. De esta forma este PFS puede ocurrir ya sea por el proceso de lixiviación, o por materiales sedimentarios diferenciados texturalmente, en ambos casos acompañado por el sobrehumedecimiento de la parte superior del perfil por el agua de lluvia, reducción del hierro y su traslado por lavado lateral. En clima tropical subhúmedo, a partir de materiales ferralitizados sedimentarios y diferenciados texturalmente, el proceso que ocurre resulta muy complejo. Teniendo como ejemplo los estudios realizados en Cuba, este proceso fue diagnosticado por Zonn 1968, Guerasimov, 1972 y Belobrov, 1978. Después Hernández (1986) en un estudio más detallado determinó que la formación de estos suelos ocurre la lixiviación, deferrificación y aumento relativo del aluminio en los horizontes deferrificados, denominándolo como alitización relativa. Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 52 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo 4.5. Grupo de PFS donde tiene lugar la formación de panes endurecidos en el suelo En este grupo destacamos 3 tipos de procesos: Formación de bloques de lateríticos (horizonte petroplínthico o petroférrico), formación de corazas infértiles en medio árido y formación de bloques cementados por sílice Proceso de Formación de Bloques Lateríticos (horizonte petroplínthico o petroférrico) La formación de corazas o bloques lateríticos es bien conocido en el mundo y particularmente en la edafología francesa, siendo muy bien estudiada en Africa , sobre todo por Maignien (1966) y concuerda con la formaciones endurecidas que se reconocen en la Soil Taxonomy (Soil Survey Staff, 1994), con el horizonte petroférrico de la clasificación cubana (Hernández et al., 1999) y con el horizonte petroplínthico del WRB (Driessen et al., 2001). Existe una literatura muy amplia sobre la formación de las corazas lateríticas. Algunos autores consideran que estas formaciones aparecen a causa de una acumulación relativa de los sesquióxidos de hierro durante el lavado de sílice, bases y algunos componentes de las rocas madres originales, aunque la opinión más generalizada es que se forman debido a migraciones del hierro, ya sea dentro del perfil, ya sea por lavado lateral. La migración del hierro según Lacroix (1923), Harrassowitz (1926), Mohr y Van Baren (1954) y otros, se realiza con las aguas del suelo desde los horizontes bajos hacia los superiores durante el ascenso de una capa freática, y su oxidación en la época de seca. Por otra parte, hay científicos que consideran que las lateritas se forman bajo la influencia del movimiento de los óxidos de hierro desde los horizontes superiores del suelo hacia abajo por el proceso de lixiviación (Pendleton, 1943; Stephens, 1946; Prescott y Pendleton, 1952). Todos ellos consideran que las lateritas son formaciones autóctonas que surgen sin que ocurra un aporte de algunas sustancias desde otra parte. Según la mayoría de los autores (D´Hoore, 1954; Maignien, 1958; Fridland, 1961; Hernández, 1974; Zonn, 1974) consideran que el hierro de la laterita es de origen alóctono, y que llega con las aguas subterráneas o con los flujos laterales de agua dentro del paisaje, desde los relieves superiores a los inferiores, donde se precipita de las soluciones debido a los procesos de oxidación y evaporación del agua, tomando parte en la formación de la laterita como agente cementante. La mayoría de los suelos intemperizados propios de las regiones tropicales bajo los procesos de ferralitización, alitización, ferritización y lixiviación (Acrisoles, Nitisoles, Lixisoles, Plinthosoles, Alisoles), tienen una relación directa con la formación de las lateritas. Durante la ocurrencia de estos procesos, los minerales primarios se destruyen activamente, liberándose grandes cantidades de sesquióxidos, una parte de los cuales se convierte en formas móviles cuando se aumenta el contenido de humedad del suelo aunque sea por un período temporal. Estas formas móviles pueden llegar por las aguas subterráneas y durante períodos de oxidación o variación de la reacción del suelo (de ácida a alcalina) pueden precipitar, sobre todo el hierro móvil, formando así el horizonte petroplínthico, petroférrico o de coraza laterítica. Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 53 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo Según Zonn (1974) para la formación de las laterita se necesitan las condiciones siguientes: Flujo complementario de las aguas cargadas con hierro ferroso Variación de la reacción del medio en la zona de movimiento de las aguas ferrosas Composición mecánica ligera o su variación en el perfil (por ej. de franco arenoso a arcilloso) , lo que crea las condiciones para el aumento del movimiento lateral de las aguas y disminución de la migración vertical de la humedad en el perfil Cambio en el pH de la solución cargada en hierro ferroso o alternancia de período de desecación (oxidación), o ambas cosas a la vez Siempre se necesita la humedad excesiva temporal que contribuye a los procesos de reducción y oxidación. En condiciones de humedad excesiva constante o de carencia total de humedad, no se forman desde el punto de vista edafológico las corazas lateríticas. Precisamente esta es la causa de que en las regiones montañosas de Cuba y otras regiones, donde hay una buena distribución de Acrisoles, Nitisoles y Alisoles , a pesar de tener clima tropical húmedo, con precipitaciones anuales de 1800 mm ó más, la formación de las lateritas no se realiza. Solamente en las partes inferiores de las pendientes, en las condiciones de llanuras, las tenemos y en ocasiones en pie de monte, y masivamente en las llanuras fluviales y fluvio-marinas cuaternarias, formadas de sedimentos diferenciados texturalmente y a partir de materiales ferralitizados. Las lateritas pueden formarse a diferentes profundidades por el perfil, el espesor situado sobre la coraza laterítica, generalmente es de textura ligera (franco arenoso a arenoso), y en él se desarrollan los procesos de estagnogley (seudogley) y seudopodzólico. Durante el proceso de formación de las lateritas puede darse el caso que las soluciones enriquecidas en hierro no tengan un contenido alto en este elemento y no se llegue a formar verdaderas corazas. Para las condiciones de formación de suelos insular de Cuba, la formación de los bloques de laterita son muy comunes, pudiendo encontrarse diferentes fases de las mismas. Hay regiones donde la parte de suelo superficial se ha erosionado y los bloques se presentan en superficie, como en la región de Manacas, Rancho Veloz y Loma La Gloria, en alturas de 60-80 m snm. Incluso aún puede estar la laterita en estado de descomposición, apareciendo lo que se conoce como bloques disgregado, para lo cual se plantea una hipótesis de la evolución de estos bloques a partir de su aparición en la superficie del terreno (Hernández y Ascanio, 2000). Además puede estar entre 20-50 cm de profundidad (como formación típica) y aún a 80-100 cm (como formación en profundidad, menos antigua) (Hernández et al., 1986). Proceso de Formación de Corazas Infértiles en medio árido Este proceso no ha sido suficientemente estudiado, y se relaciona con la influencia o no de las aguas subterráneas mineralizadas. Según Zonn (1974), entre las formas más típicas de manifestarse este proceso se encuentran las carbonatadas y las de yeso (también conocido como horizonte petrocálcico y petrogypsico, respectivamente). Cada una de ellas se Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 54 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo caracterizan por la acumulación en la superficie del suelo o cerca de ella, de grandes cantidades de CaCO3, o de CaSO4, o de ambos compuestos, que por desecación cementan la masa del suelo formando estas corazas. Por esto para que este proceso ocurra es necesario 2 condiciones fundamentales: Suministro o fuente de abundante material mineral (sales de calcio, yeso, etc) Clima árido o semiárido La fuente del material mineral puede ser el manto freático o rocas madres ricas en clacio, magnesio, etc., que al intemperizarse liberan las sales en forma soluble que se concentran cerca de la superficie, cementando por desecación bajo un clima árido el material que se encuentre en la zona de acumulación. Para Kovda (1954) estas formaciones son antiguas (final del terciario, principios del Cuaternario) y se relacionan con los depósitos proluvio-aluviales donde la formación de las corazas es el resultado de la cementación del material en la zona de acumulación por las sales de las aguas subterráneas. No obstante, se han caracterizado corazas carbonatadas en regiones donde no hay influencia de manto freático, sino a partir de rocas piroclásticas básicas (John y Stahrs, 1994). La diferencia entre las formaciones petrocálcicas y petrogypsicas es posible estén relacionadas con el antagonismo de estas sales. Con el aumento del contenido de CaCO3 se nota una disminución del CaSO4 y a la inversa. Frecuentemente estas corazas están recubiertas de un espesor de tierra, encontrándose entre 20-50 cm y hasta 50-100 cm de profundidad, pero cuando en estos suelos influye la erosión, pueden entonces las corazas presentarse en superficie. Inicialmente se relacionaron estas corazas con formaciones de desiertos, por ej. en el desierto del Sahara. Sin embargo, se ha visto también su formación en regiones semiáridas. En México estas formaciones son frecuentes en climas áridos y semiáridos y las hemos visto cerca del Valle de Mezquital y sobre todo en una zona extensiva, por la autopista que pasa cerca de Tehuacan hacia la ciudad de Oaxaca. En condiciones tropicales húmedas y subhúmedas no ocurre tales formaciones y cuando están presentes, resultan formaciones paleoclimáticas como en Cuba, donde se han diagnosticado en 2 regiones de clima tropical subhúmedo, donde aparecen estas formaciones, en parte disgregadas y que se formaron en un clima árido antiguo. Proceso de Formación de Corazas Silícicas Ocurre bajo la acumulación de sílice que sirve de material cementante. Inicialmente se pensó que eran formaciones propias de los desiertos (por ej. desierto de Kalahari) y que pueden llegar a tener hasta 40% de sílice amorfa (Kovda, 1954). No obstante, estudios recientes muestran que estas formaciones pueden presentarse no solamente en climas áridos, sino semiáridos y aún algo más lluvioso, como por ejemplo cerca de Xalapa, Ver. Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 55 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo México (Dubroeucq y Thiry, 1994), pero siempre con un marcada estación seca, pudiendo resultar además formaciones recientes, a partir de materiales volcánicos. 5. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS AFES (1990): Referentiel Pedologique Francaise. Presentation au Congress International de Science du Sol. Kyoto, Japan, 203p. Aguilera, N. (1989): Tratado de Edafología de México. Tomo I. Facultad de Ciencias, UNAM, México, 227p. Ascanio, M.O. (1984): Génesis y Clasificación de los suelos Húmicos Carbonáticos (Rendzinas Negras) de las principales regiones agrícolas de Cuba. Tesis de Doctor en Ciencias Agrícolas. Instituto de suelos, MINAG, Cuba, 200p. Aubert, G. (1965): Le Classification des Sols. Cahoers ORSTOM, ser. Pedologie, 3:269288. Aubert, G. et Ph. Duchaufour (1956): Oroject de Classification des Sols. En C.R. VI Congr. Internac. 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INTRODUCCION Las Ciencias de los Suelos ha tomado un auge vertiginoso en las dos últimas décadas, incluyendo a países que se esfuerzan por lograr un mejor desarrollo. Ello se debe no solo al avance significativo de nuevos equipos y técnicas, sino probablemente a una mayor comprensión que existe entre la Pedología y diversas ciencias que anteriormente se entendían como poco afines, aunado a una mayor toma de conciencia de autoridades gubernamentales o nó, así como a diversos sectores de la sociedad, aunque el camino por recorrer es largo. Desafortunadamente la degradación cada día es mayor, el exodo del campo hacia las zonas urbanas y suburbanas se incrementa, muchos especialistas no desean ir directamente al campo, en fín, existen diversos aspectos que impiden mejores logros; esta contradicción es un reto en gran medida para los especialistas del suelo. Tratar de descifrar la mayor cantidad de características y propiedades de los suelos mediante el estudio minucioso del perfil tridimensional y en constante trasformación a distancias cortas por el paisaje, es un método lejos de ser sustituído por técnicas y equipamientos novedosos, se complementan con estos; nunca renunciar de verlo directamente, sí precisar y disminuir las expediciones; es como el médico que siempre debe enfrentarse directamente con sus pacientes. Existen numerosos manuales y obras científicas muy completos, actualizados y acoplados a los bancos de datos por medio de sistemas computacionales; no obstante los autores del presente artículo pretenden contribuir modestamente a tan vital especialización dentro del estudio de los suelos. 2. MORFOLOGÍA DEL PERFIL Y SU ENLACE CON LOS PROCESOS, FACTORES DE FORMACIÓN DEL SUELO Y ATRIBUTOS. El nacimiento de la Pedología como ciencia, fue debido a los estudios de V. V. Dokuchaev a finales del siglo pasado en la antigua Rusia y conllevó a que el suelo fuese concebido como un cuerpo natural en relación estrecha con los factores ambientales que actúan ininterrumpidamente e interrelacionadamente. Estos factores ambientales fueron llamados factores de formación del suelo por Dokuchaev, el cual señaló cinco: el clima, la vegetación, el relieve, la roca madre y el tiempo. De estos postulados surgió la llamada fórmula Dokuchaviana de dos miembros, mediante la cual se plantea que los diferentes tipos de suelos que se forman, responden a diferentes combinaciones de los factores de formación. Tipos de suelos ---------- Factores de formación Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 61 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo Con los estudios pedológicos que se llevaron a cabo posteriormente en la antigua Unión Soviética por los seguidores de la escuela Dokuchaviana, surgió la concepción de los procesos elementales de formación del suelo, los cuales son mecanismos de descomposisión, síntesis y translocación y acumulación de las sustantacias orgánicas, órgano-minerales y minerales que tienen lugar durante la formación de los suelos. Estos mecanismos o procesos de formación de suelos tienen diferentes tendencias según los cambios de los factores de formación, y ello entonces determinan la formación de uno u otro tipo de suelos. Fundamentándose en la concepción de los procesos elementales, Guerasimov (1964) planteó el cambio de la fórmula binomial (de 2 miembros), inicial de Dokuchaev, por la fórmula trinomial, es decir de 3 miembros. Tipos de suelos Procesos de formación Factores de formación Es decir, que cuando cambian los factores de formación, se producen cambios en las transformaciones de las rocas madres, lo que conlleva a la formación de diferentes tipos de suelos. Estos se manifiestan en la naturaleza por su morfología principalmente. Entonces todas las características morfológicas de los suelos, no es más que el resultado de los procesos bajo los cuales ellos se forman. En la morfología se manifiestan particularidades intrínsecas que los caracterizan como: aspectos de su composición química y mineralógica, propiedades físicas y físico-químicas. Además los suelos por sus caracteres exteriores se diferencian de todos los demás cuerpos de la naturaleza, pero también se diferencian los que se han formado en distintas condiciones, bajo la acción de procesos diferentes. Como plantea Rozanov (1983): “el suelo se encuentra permanentemente bajo el proceso de desarrollo y evolución, es decir, vive su propia vida; en él tiene lugar permanentemente los cambios y transformaciones, que en estos casos conllevan a cambios en su morfología”. Por lo anteriormente expuesto, se interpreta que la morfología de los suelos, constituye la expresión objetiva de los diferentes tipos de suelos y que su estudio permite deducir los diferentes cambios y transformaciones que ocurren durante la formación de estos; es decir, los procesos elementales de su formación. De aquí se desprende la importancia que tiene el estudio de la construcción morfológica, así como sus diagnósticos morfológicos que es el resultado del proceso de formación histórico y prolongado. De esta forma, para realizar una descripción morfológica correcta, es necesario saber no solamente sus caracteres morfológicos, sino tratar de interpretar las causas que han ocasionado una u otra expresión de estos caracteres. Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 62 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo La morfología constituye entonces, una rama de la pedología, que estudia el conjunto de caracteres exteriores de los suelos, dentro de los cuales están: el color, la textura, la estructura, la consistencia, nuevas formaciones y la construcción general del perfil del suelo, entre otros. La tarea consiste no solamente en la constatación y descripción de los caracteres exteriores, de la composición y construcción de los suelos, sino en una explicación científicamente fundamentada del origen, tanto del perfil completo, como de los caracteres que se le adicionan. Para poder determinar ésto, es necesario conocer los suelos y hacer el esfuerzo por conocer las causas que ocasionan sus diferencias. Debe destacarse además que la mayoría de las veces, en la morfología de los suelos, en general, sus caracteres son conservados, cambian débilmente en el tiempo; por lo que fijan la historia de desarrollo del suelo en el tiempo. Si además tenemos en cuenta, que durante su formación, en el tiempo pueden haber ocurrido cambios climáticos, o de relieve, entonces en la morfología de los suelos se pueden presentar características conservadas, que no tienen relación lógica con el clima o con el relieve actual. En este caso se deben dominar algunos conceptos de paleopedología para realizar una buena interpretación morfológica. Basado en estos principios, Targulián y Sokolov (1978), presentaron los conceptos de “suelo-memoria” y “suelo-momento”. “Suelo-memoria”, es el conjunto de propiedades estables y conservadas del perfil del suelo, que representan el resultado integral de la acción de los factores y procesos de formación de suelos durante todo el período de su formación (desde el momento cero hasta el momento de la observación); en este conjunto se incluyen propiedades que tienen las mayores características estables de su formación o propiedades que tienen una estabilidad considerable. “Suelo-momento”, es el conjunto de propiedades lábiles, dinámicas, que representan el resultado de los factores y procesos que en el momento de la observación es cercano a ella; en este conjunto entran propiedades menos estables de la formación. Es decir, hay que tener en cuenta qué propiedades y características de los suelos están en relación con los factores actuales, cuáles pudieran ser conservadas debido a cambios de los factores (sobre todo clima y relieve) en el tiempo y cuáles se han borrado o están en fase de cambio. Esto es más factible en condiciones de poca actividad antrópica. Por otra parte, una observación detallada de los perfiles de suelos nos permite hacer una primera evaluación agroproductiva de éstos; es decir, para qué pueden utilizarse y qué limitaciones pueden tener en este sentido. De ambas cosas, la importancia de la génesis de los suelos y de sus características agroproductivas, se deduce que el pedólogo y el edafólogo deben dominar estos principios. No se concibe una especialista en suelos de gabinete, lo fundamental es su dominio y pericia en el campo. Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 63 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo El estudio morfológico utiliza el método descriptivo, que permite una comprensión y enjuiciamiento algo subjetivo; sin embargo se han introducido métodos objetivos que posibilitan la estandarización de las mediciones. Así por ejemplo, el color se determina por un atlas patrón (tabla de colores), la profundidad de los horizontes se mide en cm, la cantidad de agregados se establece por medio del tamizado y pesado, etc. A pesar de ésto, la observación minuciosa y la experiencia del pedólogo continúan siendo el método más eficaz para deducir las características de los suelos a través de su morfología. El estudio morfológico puede ser mucho más útil si se combina con las investigaciones químicas, físicas, biológicas y mineralógicas; con el estudio de sus regímenes actuales y con las investigaciones geográficas de la cobertura de los suelos, y sobre todo con los métodos modernos de investigación micro-morfológica, así como de la composición del humus. El estudio de los suelos comienza con la descripción morfológica de ellos en el campo, y frecuentemente sobre esta base se dan los primeros diagnósticos genéticos del suelo. Al mismo tiempo se recogen las muestras necesarias para los análisis en el laboratorio, con el fin de comprobar y afirmar los diagnósticos de campo y elaborar las medidas necesarias para una correcta utilización y mejoramiento, aplicando además una clasificación correcta. De esta forma, el estudio sobre la morfología, es una de las principales ramas de la ciencia del suelo, inseparable del estudio de la composición y propiedades de los suelos y los procesos que los determinan. 3. CONSTRUCCIÓN GENÉTICA DEL PERFIL DE SUELO Las variaciones del perfil del suelo se estudian en la concepción tridimensional de una calicata, que teóricamente tiene el tamaño representativo del suelo que estudia. Para tener una idea completa sobre el suelo, la calicata se realiza a una profundidad de 1, 52m y a mayor profundidad se perfora con una barrena hasta donde la composición de la roca madre sea más o menos homogénea; o hasta encontrar una capa de agua freática; en las condiciones tropicales hasta la corteza de intemperismo. (Corteza de meteorización). Desde el punto de vista lateral se hace algo similar. Si las rocas madres duras o las aguas freáticas se encuentran cerca de la superficie, entonces el estudio del perfil se limita hasta la profundidad donde ellos se encuentran. En las condiciones tropicales y subtropicales húmedas, las profundidades de los suelos y de las cortezas de meteorización, sobre las cuales ellos se desarrollan son mayores y pueden alcanzar 10-15m y más. Aquí todo el espesor del suelo y corteza de meteorización que se investiga según la opinión de Guerasimov, debe dividirse en dos capas grandes; la parte superior-activa o propiamente suelo, que se forma bajo la acción de los procesos actuales de formación, y la inferior “inactiva” o corteza de intemperismo, que refleja la acción de procesos más antiguos. Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 64 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo La profundidad de la capa superior se determina según la máxima profundidad de penetración de las raíces; así como la profundidad de la zona de mayor humedecimiento. La profundidad media del grosor activo o la profundidad de los suelos en los trópicos y subtrópicos húmedos oscila entre 1.5 hasta 2-3 metros. En las sabanas subhúmedas y en las regiones monzónicas húmedas, la profundidad disminuye hasta 1.5-2 metros; mientras que los suelos de desiertos y semidesiertos de las regiones tropicales y subtropicales tienen una profundidad aún más pequeña y oscila desde 10-15cm hasta 80-100cm. La formación del perfil del suelo en total y de los horizontes genéticos, es el resultado de fenómenos complejos y diversos, que se conocen como procesos de formación, y se reunen en 3 grupos principales: 1. Destrucción, (meteorización o intemperización de las rocas) que lleva a la formación de productos de meteorización friables, compuestos de partículas del tamaño de 1 hasta 0.0001mm y menos aún. Estas partículas representan a los minerales que forman parte de las rocas (minerales primarios) y de las que son neoformaciones(minerales secundarios) o minerales arcillosos. Por eso la parte mineral de los suelos se diferencia sustancialmente de las rocas, por propiedades existentes solamente en los suelos. 2. Acumulación, disgregación y mineralización de los residuos orgánicos de las plantas y animales, los cuales se transforman en humus, en interacción con la parte mineral del suelo. 3. Como resultado de estos dos fenómenos, se forman diversos compuestos minerales, orgánicos y órgano-minerales. Mediante su acumulación y translocación por el perfil, ellos se depositan parcialmente a distintas produndidades y parcialmente se lavan de los límítes del perfil. Finalmente, tiene lugar el enriquecimiento o el empobrecimiento en los distintos horizontes con tales o más cuales combinaciones, lo que se refleja en los caracteres exteriores de los horizontes genéticos del suelo. El perfil del suelo cuando se observa detenidamente se representa compuesto de varias capas. Los horizontes fueron establecidos por primera vez por Dokuchaev, el cual separó los siguientes: A: Acumulación de sustancias orgánicas, también llamado húmico acumulativo. B: Intermedio entre el horizonte húmico y la roca madre. C: Roca Madre poco variable, producto del proceso formador del suelo. Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 65 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo R: Roca originaria (dura o friable, que no ha estado bajo la acción del proceso de formación del suelo). La caracterización inicial de los horizontes, fueron principalmente morfológicas y no reflejaron la génesis, tanto de los distintos horizontes, como del suelo en general. En la actualidad, la representación de los horizontes del perfil del suelo, reflejando el sistema de Dokuchaev (A, B, C, D), han recibido una profundización genética y una complementación. Así por ejemplo, Guerasimov (1974), planteó un sistema de diagnóstico y expresión para los diferentes tipos genéticos de suelos en la URSS, en relación estrecha con los procesos elementales que intervienen en la formación de estos tipos genéticos. Resulta de gran importancia destacar la influencia que tienen en la construcción del perfil del suelo y en la formación de los distintos horizontes, la evolución en el tiempo; así como las características de las rocas madres. Según plantea Rozanov (1983), hay diferencia en el tiempo, según las características de las rocas madres en la formación de los diferentes horizontes. Así, como se muestra en la Fig. 1, sobre las rocas masivo-cristalinas (rocas duras y compactas como los granitoides, tobas, serpentinas, porfiritas, gabros, diabasas, etc.); la meteorización y formación del suelo ocurre al mismo tiempo. En los primeros estadíos tiene lugar la destrucción física y se forma una capa no muy grande de la roca madre descompuesta. Por medio del desarrollo de la transformación de la roca originaria, estos dos procesos más y más se separan en el espacio, y con ésto la formación del suelo abarca solamente la parte superior de la capa meteorizada (intemperizada); mientras que la meteorización ocurre en las capas más profundas. Así la capa de formación se desmembra en dos formaciones diferentes: suelo y corteza de intemperismo. Al mismo tiempo tiene lugar la diferenciación del suelo en los horizontes. Muchas veces las rocas duras y compactas se cubren por los sedimentos (ya sea en los pies de las pendientes, en las depresiones o en las llanuras acumulativas); si estos sedimentos tienen espesor suficiente para la formación de suelos completamente desarrollados, entonces las rocas duras y compactas actúan como rocas subyacentes, sin tener relación con la capa de sedimento superior que constituye la verdadera roca madre (Fig 2); no obstante, puede ocurrir que por debajo del sedimento, en el límite con la roca subyacente, penetren las aguas de infiltración y se produzca la meteorización de la capa superior de esta roca subyacente, entonces se forma un horizonte C a cuenta de la roca subyacente No menos importante es la influencia de una capa freática en la formación del suelo; que conlleva a fenómenos de reducción y el proceso de gleyzación. Esto tiene lugar generalmente en las partes depresionales del paisaje y en la transición de las llanuras a las ciénagas. Con los cambios en las alturas en el paisaje, la influencia de esta capa freática en la gleyzación del perfil cambia, como se muestra en la Fig 3; variando en la intensidad (suave-medio-fuerte) desde las partes más altas, hacia las más bajas, lo que se refleja en los horizontes del perfil del suelo. Este fenómeno es muy común en las llanuras fluviomarinas y marinas de Cuba, donde en el paisaje podemos encontrar que los suelos Oscuros Plásticos cambian desde los Neoautomóficos (40-60m de altura), a los Gleyzosos (20-40m de altura Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 66 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo y finalmente a los Gley Oscuros Plásticos (0-20m de altura); esta ley se observa también en diversas llanuras del Estado de Veracruz, México. 4. DIFERENCIACIÓN DE LOS HORIZONTES EN EL PERFIL DEL SUELO Todos los fenómenos y procesos se producen en el grosor del suelo al mismo tiempo, pero varían en intensidad en sus distintas partes. La acumulación de residuos orgánicos se produce en la superficie de la masa del suelo, principalmente bajo los bosques; en menor cantidad bajo las sabanas; y en forma bruta, sin descomponer, en los pantanos. Como resultado se forma con diferente grado de descomposición y a distinta profundidad un horizonte organogénico. Este se representa con el índice A0 ó 0. En dependencia del grado de descomposición se subdivide en la forma siguiente: A0 ; 01 ó L: Constituido principalmente por acumulación de hojas y ramas, que no han perdido su construcción original. A00 ; 02 ó F: Masa orgánica semidescompuesta. A000 ; 03 ó H: Masa de sustancias orgánicas completamente descompuesta. Bajo la hojarasca, a continuación desde la superficie, comienza el horizonte húmico, el que tiene un enriquecimiento relativo mayor de compuestos húmicos. La profundidad de este es desde unos cuantos cm hasta 1m. y a veces es mayor. El se representa con la letra A y se llama húmico acumulativo. En las condiciones tropicales con la acumulación del hierro en sus diversas formas y la formación de complejos ferro-húmico-arcillosos, los suelos tienen colores vivos rojo y amarillo, que se enmascaran con el A por la influencia del contenido de humus. Por la intensidad de la coloración el horizonte A se subdivide en subhorizontes: A1, A2 y A3 en la práctica en muchos países se ponen como A11, A12, A13. En el espesor del suelo, bajo el horizonte de acumulación de humus, con el predominio de la humedad sobre la evaporación y mediante la ausencia de las aguas subterráneas, y en condiciones de sobrehumedecimiento intenso con soluciones de reacción ácida que se infiltran a través del A; puede ocurrir una destrucción intensa, una disolución y lavado de numerosos compuestos minerales y organominerales y una acumulación relativa en esta parte del perfil de SiO2. Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 67 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo Este proceso se llama proceso de eluviación y el horizonte que se forma como resultado de él se llama horizonte eluvial y se representa con el índice A2. En los últimos tiempos se propone representarlo con la letra E. (de la palabra eluvio, de lavado). En algunos casos, cuando la disolución la sufre principalmente el hierro, como resultado de su transformación de formas oxidantes a formas reductoras, en condiciones de humedad excesiva, temporal y superficial, entonces el hierro puede lavarse profundamente y parte de él, mediante el desecamiento de la masa del suelo pasa nuevamente a formas oxidante y originan módulos y concreciones (segregación del hierro). Mediante ésto, no ocurre o está muy débilmente expresada la destrucción de la arcilla, ella parcialmente migra a la parte inferior del perfil. En tales casos, ocurre la formación del lavado en hierro y que ha perdido parcialmente la arcilla, el cual a diferencia del horizonte A2 se debe representar como A2l (si no existen las concreciones férricas) o A2lcn (si existen las concreciones férricas). El índice l, representa el lessivach; de la palabra francesa lessivé (lixiviado). Los óxidos lavados de Fe, Al y Mn, los complejos húmicos y coloide-minerales se lavan más abajo del A2L. Como resultado de ello ocurre un enriquecimiento en los óxidos y combinaciones anteriormente señalados y se forma el horizonte de acumulación o iluvial. Este horizonte se representa con la letra B. El horizonte iluvial se representa generalmente por su mayor compactación, su composición de arcilla más pesada; y generalmente ellos contienen una gran cantidad de concreciones férricas (nódulos) y concreciones ferrocuarzosas de mayor tamaño; mediante su acumulación en grandes bloques ferruginosos ocurre la formación de horizontes lateríticos de distinto espesor (horizonte petroférrico). Tales horizontes lateríticos pueden ser horizontes B antiguos y contemporáneos. Estos horizontes se convierten en capas endurecidas constituídas en un 40-60% de hierro; a ellos se les debe separar como un horizonte laterítico independiente y representarlo con la letra K. (Siguiendo la proposición de Zonn 1970). Los horizontes iluviales no laterizados, se diferencian por su origen y grado de expansión. Por su orígen ellos se subdividen en iluviales típicos, formados como resultado del lavado de los óxidos de Fe, Al, Mn y otros, adquiriendo un arcillamiento a consecuencia de la precipitación de los compuestos anteriormente señalados. Otro horizonte iluvial es cuando su formación está enlazada con el arcillamiento como resultado de una meteorización intrasuelo más intensa, lo cual ocurre debido a un mayor humedecimiento del horizonte B con relación al horizonte A; el cual en la mayor parte del año puede encontrarse en condiciones secas. Tampoco se excluye la lixiviación hacia el horizonte iluvial; en este caso el horizonte se separa por un contenido más alto de óxido de hierro, aluminio y manganeso y también por el aumento del arcillamiento y se representa por el horizonte Bt (textural debido a la lixiviación; horizonte argílico o árgico). Por el grado de expresión del horizonte B se subdivide en subhorizontes, que se representan por letras y cifras; así el horizonte iluvial típico se subdivide en: Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 68 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo B1 -relativamente menos iluviado a consecuencia de la existencia de rasgos de destrucción características del horizonte superior. B2 -más claramente e intensamente expresado por su arcillamiento y compactación. B3 -con la iluviación decreciente en el paso hacia la roca madre. El horizonte iluvial puede a su vez dividirse en relación con los diferentes procesos que ocurren en el suelo y así se expresan en forma diferente. Si ocurre la salida del hierro en forma de concreciones dentro del perfil, ya sea por una formación natural debido a la acumulación relativa de este elemento como ocurre en los suelos ferralíticos y ferríticos, entonces debe representarse el horizonte iluvial como B1cn, B2cn, B3cn. Si tiene lugar una lixiviación intensa, que da lugar a una diferenciación textural que se observa claramente en el campo con diferencias en la textura entre A y B y manifestación de sobrescurrimientos o cutanes, entonces debemos señalarlo como B1t, B2t, B3t, y si además ocurre la formación de concreciones, entonces será B1tcn, B2tcn, B3tcn. Si por el contrario, el horizonte iluvial presenta diferencia textural con el horizonte A, debido a la meteorización intrasuelo (como ocurre generalmente en las regiones mediterráneas) entonces el horizonte B debe representarse como: B1m, B2m; y si además hay formación de concreciones, como B1mcn, B2mcn, B3mcn, etc. Más abajo del horizonte iluvial se encuentra la roca formadora de suelo o roca madre débilmente afectada por el proceso de formación del suelo. Ella como un horizonte genético, particular, se representa por la letra C, y por el grado de actuación del proceso formador de suelos puede subdividirse en subhorizontes y representarse como: C1, C2 y C3. En otros casos cuando los suelos se desarrollan con influencia de las aguas subterráneas poco profundas, el horizonte C con frecuencia toma una coloración azulosa o azul verdosa; lo que es síntoma de anaerobiosis del medio y la manifestación del proceso de gleyzación (paso del Fe2O3 al FeO). En tales casos el horizonte con mayor expresión de gleyzación se expresa con la letra latina “g” y “G”. Si la gleyzación existe en otros horizontes pero afecta poco sus caracteres fundamentales, entonces a la letra principal indicadora se le añade la letra “g” minúscula entre paréntesis y sin paréntesis. El prefijo de la letra “G” al horizonte fundamental indica que la gleyzación está ocasionada por el humedecimiento de las aguas subterráneas. En tales casos la gleyzación por regla general crece con la profundidad. Finalmente más abajo del horizonte C sigue el horizonte D; roca o corteza de meteorización antigua sin afectar por el proceso de formación del mismo (en los últimos tiempos hay autores que ponen R para señalar este horizonte). Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 69 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo Si por debajo del horizonte C se extiende la roca, no enlazada genéticamente con la verdadera roca formadora, entonces a ella se le observa como una capa que se extiende debajo, sin representar con índices y debiendo separarse según la profundidad a que se encuentra. Además de est, en muchos libros de texto se señala, que la existencia en el perfil de suelo de formaciones de sales (ClNa, SO4Na2, Cl2Mg, SO4Ca, etc) en formas de acumulaciones de distintos horizontes, no puede servir de índice de la formación de horizontes iluviales. Los horizontes carbonatados o de yeso, no se deben incluir entre los iluviales, ya que su acumulación no explica el cambio en la composición mecánica, la compactación, ni la estructuración de los horizontes. El horizonte iluvial típico puede ser de carbonatación residual, cuando sobre un fondo de disminución de la carbonatación, el horizonte toma arcillamiento, estructuración y densidad. La combinación de los distintos horizontes genéticos y también su diverso desarrollo, determinan los caracteres para los diferentes perfiles genéticos de los suelos. Todos los suelos de los trópicos y subtrópicos por las características de los perfiles pueden ser agrupados así en sentido general: 1.- Suelos con perfil AR y AC 2.- Suelos con perfil ABC y ABtC 3.- Suelos con perfil A1EBtC Los suelos con el perfil del primer grupo se desarrollan sobre calizas carbonatadas suaves o compactas y sobre otras rocas. El segundo grupo comprende los perfiles con ausencia de horizontes E o con horizontes que tengan su origen enlazado con el lixiviado parcial de la fracción arcilla. Tales perfiles se caracterizan principalmente por una diferenciación textural, poco manifiesta. El tercer grupo comprende los suelos con diferenciación químico y textural en el horizonte B y presencia de horizonte E ó Bt2cn. Los suelos con el perfil del segundo o tercer grupo, son más variados y se subdividen en subgrupos, según su origen y la expresión de los horizontes E y B. 5. PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS MORFOLÓGICAS DE LOS SUELOS. Entre las características más importantes de los suelos, que determinan las diferencias genéticas de algunos horizontes son: Color, textura, estado de la superficie del suelo, estructura, consistencia, nuevas formaciones, raíces, inclusiones y la transición de un horizonte a otro. Todo esto es para descripciones breves. Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 70 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo A) COLOR: El Color del perfil del suelo depende de la composición de la parte mineral y del contenido de humus. Por eso, por el color como primera aproximación se puede juzgar sobre la composición de los horizontes y de todo el suelo. El color ha sido un índice tan claro de diferenciación de los suelos que por él fueron adjudicados los nombres genéticos de muchos suelos: Chernozem (tierra negra), suelo castaño, gris, rojo, amarillo, etc; en las condiciones tropicales y subtropicales los colores más extendidos son el rojo, amarillo, negro, gris, blanco, verdoso y azuloso. El color rojo en sus diversas tonalidades está ocasionado por el predominio en la composición de los suelos del hierro en forma de óxidos (fe2O3). El color amarillo también está relacionado con el hierro, pero se encuentra en forma hidratada. El color verdoso o el azuloso se determina por el contenido de hierro en forma reducida (FeO), lo que señala la aeración insuficiente del suelo. El color negro y el gris están enlazados con diversos contenidos de sustancias húmicas y a veces con el color de la roca formadora; en este caso cenizas volcánicas o depósitos de arcillas montmorilloníticas, enriquecidas con sustancias carbonatadas y/o orgánicas. El color blanco está relacionado con el predominio en los suelos de cuarzo o caolín; con el predominio de cuarzo o de la sílice los suelos toman un color blanquecino; el exceso de caolín también determina el color blanco de la masa del suelo. En la actualidad se utilizan ampliamente las tablas de colores y especialmente la Munsell representados por cifras y letras, que sirven como índice para determinar el color del suelo. Por ejemplo: el negro tiene la siguiente numeración: 7,05R1/0, y el rojo 7,5R4/8. La utilización de estas tablas lleva al mínimo la subjetividad en la determinación del color y satisface la composición de las determinaciones realizadas por distintas personas. B) TEXTURA: El predominio de partículas de un tamaño dado en la parte mineral del suelo, determina considerablemente las propiedades físicas del suelo, la relación entre el contenido y proporción de partículas de diferentes tamaños es conocido como textura del suelo ó composición mecánica. Para determinar la textura del suelo se realiza el análisis de la composición mecánica en el laboratorio, y en dependencia de los porcentajes de los grupos texturales se clasifica la textura del suelo. El sistema de clasificación de los grupos texturales según el tamaño de las partículas no es fijo. En 1912 Altterbeg clasificó las partículas por su tamaño, por primera vez en la forma siguiente: Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 71 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo Arena gruesa Arena fina Limo Arcilla 2, 0-0, 2mm 0, 2-0, 02mm 0, 02-0, 002mm <0, 002mm También en los EE.UU existe una escala de clasificación de las partículas y en Rusia se utilizan los resultados de Kachinski, que representa 3 escalas en dependencia del grado de detalle que se desee precisar con la composición mecánica del suelo (Guerasimov y Glazovskaya, 1965). Independientemente que la textura del suelo puede ser determinada con precisión mediante el análisis mecánico en el laboratorio, esta característica constituye un índice morfológico importante del diagnóstico de campo. El pedólogo no debe dejar este diagnóstico para el análisis de laboratorio, siempre es muy conveniente detectar las variaciones de la textura por el perfil, o de un perfil a otro y relacionarlos con los otros índices morfológicos. En nuestra opinión una de las características morfológicas más importantes en el diagnóstico de campo es la textura. Según las variaciones texturales por el perfil, se puede hacer un pronóstico de la profundidad que deben alcanzar las raíces de los cultivos, la infiltración del agua, de la erosión y aún de la fertilidad y productividad del suelo. Indiscutiblemente en este caso la experiencia del pedólogo es fundamental, sobre todo en los suelos tropicales donde las formas y el contenido de hierro libre influye en la formación de “seudo-arenas” y tiende a enmascarar la textura del suelo. Debe poseerse además conocimientos sobre las arcillas. En las investigaciones realizadas por nosotros ha dado buen resultado en la determinación de la textura de campo, el llamado método del “tabaquito”, empleado por Shishov y Agafonov en las investigaciones de suelos cañeros de Cuba y otros países tropicales principalmente. Este método, rudimentario, de campo, se basa en la clasificación textural según la escala corta de Kachinskii; en dependencia del contenido de arcilla física (Tabla 1). Tabla 1. Clasificación textural del suelo (según la escala corta de Kachinskii). Contenido de arcilla física (partículas < 0.01mm) en %. Designación del suelo según su textura 0-5 5 - 10 10 - 20 20 - 30 30 - 40 40 - 50 50 - 70 70 - 80 >80 arena suelta arena cohesiva franco arenoso franco ligero franco medio franco pesado arcilla ligera arcilla media arcilla pesada Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 72 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo Para detectar en el campo la textura según la escala anterior, se toma un poco de tierra del horizonte que se describe y humedece, tratando de hacer un tabaquito de tierra o un anillo con él; en dependencia que se pueda hacer el tabaquito o el anillo, se puede diagnosticar la textura en la forma siguiente: Si no se hace al tabaquito. franco arenoso Si se hace el tabaquito, pero el anillo no. franco ligero Si se hace el anillo pero se fragmenta. franco medio a franco pesado Si no se fragmenta el anillo. arcilla Este método, rústico, resulta bastante positivo sobre todo si se quiere tener una idea rápida del comportamiento textural del perfil del suelo. En la mayoría de los países de América se utiliza el triángulo textural para determinar la textura del suelo, según los porcentajes de arena, limo y arcilla. Esta terminoloía es de la Secretaría de Agricultura de los EE. UU, con los siguientes grupos texturales: Arcilla, Arcilla loamosa, Arcilla arenosa, Franco arcilloso, Franco arcilloso arenoso, Franco arcillo limoso, Franco, Franco limoso, Franco arenoso, Limo, Arenoso franco y Arena. Su ejemplo viene en diversos textos de Edafología. C) ESTADO DE LA SUPERFICIE DEL SUELO El carácter de la superficie del suelo a menudo, desafortunadamente, no se le presta la atención debida por parte de los edafólogos. No se le otorga la atención que se debe a esta característica morfológica del suelo y a la dirección sustancial de los métodos de investigación en el campo. Al mismo tiempo, el carácter de la superficie del suelo, permanentemente está sometido a la acción de la atmósfera y esencialmente se destaca por su situación y propiedades de las demás capas del suelo; tiene determinado significado genético y puede servir como uno de los índices de diagnóstico de los suelos. La situación más característica de la superficie del suelo, el cual tienen significado de diagnóstico, puede ser su determinación por las investigaciones en el campo en el período seco. . Después de una humedad muy fuerte en el suelo, ya sea por la lluvia o por la nieve, o por el riego, generalmente está muy poco manifiesta la superficie del suelo, sobre todo en suelos arcillosos pues ocurre la dilatación de la masa del suelo. Por esto, es necesario dejar pasar unos días cuando el suelo está húmedo, después de la lluvia, de la caída de la nieve o del riego, de forma que al secarse se manifieste la superficie del suelo. Cuando el suelo se seca, entonces su superficie adquiere determinada forma, específica para tal o cual tipo de Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 73 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo formación de suelo. Por esto en este período el análisis de la superficie del suelo adquiere su particularidad más esencial. Por otra parte por el cultivamiento intensivo, en el período de sequía todos los suelos de nuevo comienzan a diferenciarse entre sí, resquebrajamientos poligonales surgen, lo que tiene lugar aún en los casos de suelos forestales húmedos y pantanosos en climas subhúmedos durante varios meses del verano seco, y ocasionalmente durante algunas decenas de años. Como muy correctamente destacó V.M. Fridland (1972), los resquebrajamientos poligonales de la superficie del suelo, representan una práctica universal, lo que está relacionado con regularidades físicas del suelo que surge por el desecamiento y humedecimiento del mismo, que provoca la dilatación y contracción de la masa del suelo o la congelación o descongelación de la misma en condiciones de clima templado. Sin embargo esto está relacionado estrechamente con las propiedades del suelo: su composición mecánica. Composición mineralógica, estructura, grado de humificación, grado de desarrollo y carácter de la cubierta vegetal. También depende este fenómeno de las condiciones climáticas regionales. En los suelos arenosos los resquebrajamientos poligonales se manifiestan menos que en los arcillosos, y en los estructurados, menos que en los que no tienen estructura. Estos resquebrajamientos poligonales, que tienen distribución universal, adquieren diferente forma en diferentes tipos de suelos. El mismo fenómeno del agrietamiento también es característico para determinado tipo de formación del suelo, aunque será revisado posteriormente, ahora nos interesa su proyección en la superficie, desde el punto de vista de la formación de formación de formas específicas. La superficie del suelo puede ser muy plana, y por el contrario ondulada, por lo que la magnitud de la desigualdad de la superficie también dentro de los límites de las parcelas de un suelo individual puede alcanzar límites determinados para el nanorrelieve y también el microrrelieve. En principio la forma del microrrelieve descansa en los límites de la superficie del suelo; y en ese caso cuando el microrrelieve o el nanorrelieve se manifiesta en los límites de una parcela, los suelos individuales que la ocupan, tienen determinada forma de superficie del terreno. Después de hacer estos señalamientos preliminares, se puede comenzar la sistematización de las características de las formas de la superficie del suelo. Para esto, se agrupan en 3 grupos principales de forma del relieve: Llano, ondulado y pedregoso superficial. I. SUPERFICIES LLANAS O PLANAS: Dentro de esta se encuentra las siguientes formas de la superficie del suelo. 1.Superficie Alfombrada. La superficie del suelo está representada por una capa uniforme de hojarasca de bosques,, la más notables surge bajo bosques de pinos. La superficie mineral bajo la capa de hojarasca de bosque también es plana, pero se acerca a la granular nuciforme, característica para suelos bajo bosques de la faja subtropical subhúmeda. Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 74 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo 2. Superficie Granular. Superficie relativamente plana del suelo bajo vegetación herbácea, con agregados cercanos a la forma redondeada y una misma forma, granular o nuciforme. 3. Superficie de Automulch. Superficie específica para los Vertísoles, con una capa cultivada relativamente uniforme, sustentada sobre capa de bloques pequeños sin forma uniforme, alternando con agregados afilados y angulares sin límite definido. 4. Superficie Subangular. Superficie cultivada, relativamente plana, de suelos bien preparados y nivelados, representada por agregados estructurales de diferente tamaño, desde gruesos hasta pequeños subangulares con participación no muy grande de material polvoriento. 5. Superficie de Costra. (costra superficial). Superficie cultivada microagrietada plana, de suelos sin estructura, que se forma en suelos cultivados como resultado de la destrucción de superficie subangular o granular por la agricultura. Particularmente la formación de costra fuertemente surge en la superficie de suelos Salinos y Sódicos o Salinizados, en suelos bajo riego; con esto es más intensa a medida que el suelo es más arcilloso. 6. Superficie de Cresta. Forma específica de la superficie de costra del suelo Solonchak, gracias a la presencia de cristales de sales. Esta superficie puede ser plana, pero puede ser no plana también, no uniforme. 7. Superficie de Pánzeres (Bloques). Forma específicas de la superficie e intrasuelo, que se observa en las superficies erosionadas, en dependencia del tipo de suelo (puede ser petrocálcica silícica también llamada tepetate o de laterita, petroférrica o petroplíntica). 8. Superficie de Takir. Superficie poligonal-agrietada del suelo, en suelos Takir o Takirizados, con tamaño de los agregados poligonales desde algunos centímetros hasta algunos decímetros y amplias grietas entre ellos del orden de 1-3 cm. 9. Superficie Takirizada. En ella es característico el desarrollo de una serie de grietas en agregados microagrietados poligonales no bien definidos, casi en una superficie plana, acumulativa bajo sedimentos arcillosos y loam arcillosos (en áreas de esteros y deluviales, etc.) en suelos que todavía no están salinizados o solamente tienen vegetación halofítica. De la superficie de Takir se diferencia porque los polígonos están menos manifiestos y las grietas son de menos amplitud (hasta 1 cm solamente), menos porosidad, a menudo escamosa. 10. Superficie Poligonal-Agrietada. Desarrolla una serie de grietas amplias en superficie con polígonos mas grandes y planos, en suelos árticos y subárticos. El tamaño de los polígonos generalmente alcanza algunos decímetros (a veces 1,5-2 metros), y el tamaño de las grietas uno cuantos centímetyros ( a veces 20-30 cm). 11. Superficie Paralela Agrietada. Desarrolla una serie de grietas paralelas, amplias con una red de grietas más pequeñas entre ella con extensión no definida, en una dirección de varios ángulos, en la superficie de suelos árticos y subárticos. Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 75 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo II. SUPERFICIES ONDULADAS. Se forman en suelos como resultado del cultivo en los suelos por la agricultura, con procesos de cultivo o erosión. Entre ella tenemos: 1. Superficie Terronosa. Se forma en nanorrelieve específico, en la superficie de suelos pantanosos, particularmente en turberas herbáceas y de árboles. Se forman en superficie irregular con varios centímetros o decímetros entre las elevaciones y depresiones. 2. Superficie de Montículos (Abultada). Se forma en nanorrelieve de suelos de Tundra. 3. Superficie de Montículos Cenagosos. Se presenta específicamente en un nanorrelieve de suelos de Tundra, formándose por el esparcimiento en la superficie de material tixotrópico sobre el horizonte de congelación. 4. Superficie Gilgai. Microrrelieve específico de algunos Vertísoles descritos en el sureste de Asia, Australia y Norteamérica, el cual se forma como resultado de la dilatación y agrietamiento cíclico del terreno (por la alternancia del humedecimiento y desecación del suelo muy arcilloso, montmorillonítico. 5. Superficie de Solifluxión. Superficie heterogénea del suelo en pendientes abruptas, que se forma por el deslizamiento en pendientes en pequeña escala (en escala más grande la solifluxión da lugar a determinada forma de mesorrelieve, por ejemplo terrazas de solifluxión en las pendientes. 6. Superficie de Surcos. Superficie no uniforme, que se forma como resultado de la escorrentía superficial irregular, principalmente en suelos cultivados, en pendientes con formación de costra. 7. Superficie Acostillada. (formación eólica). Superficie ondulada suave, con ondulaciones arenosas (dunas) en las márgenes de ríos y mares o en desiertos continentales, que se forma por la actividad eólica. 8. Superficie Encrestada. Superficie regular-no uniforme, que se forma en un sistema de crestas y depresiones paralelo, con amplitud de 5-10 c, como resultado del cultivamiento; la superficie no es uniforme no solamente por el cultivamiento, sino por si misma por la formación de agregados, que varían desde polvo hasta bloques. 9. Superficie de Bloques. Es la superficie menos uniforme, que se forma en suelos débilmente estructurados o sin estructura, por la aradura y forma grandes bloques con superficie heterogénea. 10. Superficie Hinchada. Superficie específica de corazas superficiales salinas de los desiertos, que se forma por el sulfato de sodio principalmente, con bloques grandes en superficie que recuerda los campos recién arados. 11. Superficie de Sobrepastoreo. Superficie específica que surge por el uso excesivo de pastos en la ganadería, que se presenta no uniforme, con profundidad de 5-10 cm entrecruzada en todas las direcciones con amplitud de 30-50 cm, privado de vegetación y Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 76 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo apisonado; a veces esta superficie se forma en pendientes agudas expuestas al deslizamiento excesivo. III. SUPERFICIES PEDREGOSAS. Se caracterizan por la presencia en la superficie del suelo de piedras o pedregones en llanuras o en condiciones de pendientes en montañas. Se separan las siguientes formas de superficies pedregosas. 1. Superficie Pedregosa. Superficie plana u ondulada que se caracteriza por la presencia en forma caótica y dispersa piedras individuales o grupos de piedras. Para determinar el grado de pedregosidad de la superficie, en el sistema soviético se utiliza los siguientes grados: Débilmente pedregosa............ (hasta 5% de piedras) Medianamente pedregosa..... . (entre 5 y 10% de piedras) Fuertemente pedregosa.......... (mayor de 10% de piedras). Según el sistema norteamericano y cerca con este el sistema de la FAO (1967) se separan 5 clases de superficie pedregosa: Débilmente pedregosa......... ...(desde 0,01 hasta o,1% de piedras) Pedregosa............................. ..(desde 0,1 hasta 3,0% de piedras) Muy pedregosa..................... ..(desde 3 hasta 15% de piedras) Exclusivamente pedregosa.. ...(desde 15 hasta 90% de piedras) Superficie de piedras............ ..(mayor de 90% de piedras) 2. Superficie de Acumulación. Superficie plana u ondulada, en la cual se encuentran en forma dispersa y caótica pedregones independientes o acumulados, característico para suelos en territorios de morrenas, tanto en las llanuras como en las montañas. Se diferencian de las anteriores solamente por el carácter del material pedregoso. 3. Superficie de Desierto. Superficie específica de desiertos pedregosos, representada por capa homogénea fina, de grava desparramada, que sobreyace sobre rocas madres compactas en forma horizontal. Particularmente tales coberturas son características del norte de África, donde se extiende en muchos cientos de kilómetros; esta es una superficie plana absoluta, sobre la cual en carro sin un camino determinado, se puede ir en cualquier dirección con velocidad hasta de 100 km por hora.. De aquí viene el término de superficie de pavimento también 4. Superficie Poligonal-Pedregosa. (Polígonos pedregosos, anillos pedregosos rosas pedregosas). Superficie específica en suelos árticos y subárticos, que se forman con polígonos correctos o acumulaciones de piedras en forma de anillo sobre la superficie de terreno plano. Entre los límites de la superficie de los polígonos pedregosos, puede estar pequeñas grietas. 5. Superficie de Rocas Aflorando. Superficie en la cual el suelo propiamente se alterna con cobertura desprovista de suelos y afloración de las rocas subyacentes. Puede existir superficies rocosas no muy intensa y hasta cubierta de rocas completas. Por ejemplo en la zona cársica de provincia de la Habana, hay partes donde aflora la roca caliza en partes, alternando con suelo y otras como en el diente de perro que particularmente constituye una Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 77 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo superficie rocosa casi sin suelo. Según el sistema FAO y norteamericano se tiene los siguientes grados de superficie rocosa<: a. Débilmente rocosa...............con salidas de la parte rocosa que se extiende entre 35 y 100 m una de otra, y cubre 2-10% de la superficie. b. Rocosa..................................con salidas de la parte rocosa que se extiende entre 10 y 35 m una de otra, y cubre entre 10-25% de la superficie. c. Muy rocosa...................con salidas de la parte rocosa que se extiende entre entre 3,5 y 10 m una de otra, y cubre entre 25-50% de la superficie. d. Excepcionalmente rocosa.....con salidas de la parte rocosa que se extiende en 3,5 m una de otra, y que cubre entre 50-90% de la superficie e. Roca......................................mas del 90% de la superficie ocupada por rocas. De esta forma, se separan 27 tipos de forma de superficie del suelo, las cuales son muy específicas y tienen significado de diagnóstico, muchas de las cuales son representantes de diferentes tipos de suelos. Tal o cual forma de superficie del suelos, es uno de las características morfológicas de los suelos, que no se puede obviar para el estudio de los suelos. Nuestro conocimiento sobre el carácter de las diferentes formas de superficie del suelo por ahora aún está incompleto y exige una ampliación sustancial necesaria para las investigaciones especiales sobre estos problemas, la cual por ahora, desafortunadamente, es insuficiente. D) ESTRUCTURA: Por estructuración se entiende la propiedad que tiene la masa del suelo de disgregarse por sí misma en separaciones de distintas formas y tamaños (agregados). Para enjuiciar la estructura del suelo se necesita ante todo conocer bien este concepto, por cuanto se tiene diferentes concepciones sobre esta propiedad. Ante todo es necesario diferenciar la concepción genético-morfológica y la concepción agronómica de este término. Desde el punto de vista genético-morfológica, cada suelo adquiere una estructura determinada durante su formación (génesis), en principio, no hay suelo sin estructura. Pueden haber incluso suelos poco estructurados, medianamente estructurados y bien estructurados. Con relación al criterio agronómico, los suelos estructurados se nombran solamente aquellos en que predomina los agregados desde 0,25 hasta 7 (10) mm, y los agregados más pequeños (polvo) o los mayores (bloques masivos) de este rango componen una mezcla inexacta; y por tanto se pueden caracterizar en este caso como no estructurados. En este capítulo vemos la estructura del suelo desde el punto de vista genético-morfológico, y por esto las características de la estructura de los diferentes tipos de suelo tienen su estructura propia, lo que sirve para caracterizarlos. Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 78 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo El mismo término “estructura del suelo” por diferentes autores se tiene con diferencias, por lo que se necesita precisar. Así tenemos, que Kaurichev y Grechina (1982), entienden por estructura del suelo como los agregados en que se puede descomponer el suelo, los cuales tienen entre sí elementos mecánicos que los unen. Cerca de esta concepción se puede encontrar en los trabajos de P.V. Vershinin (1959) y I.B. Rebut (1969) y otros autores. Según el criterio de Rebut (1969), bajo el concepto de estructura del suelo se entiende la formación de partículas mecánicas (elementos) o microagregatos del tamaño desde 0,25 hasta 7 (10) mm. Correspondiendo con esto se presenta el coeficiente de estructuración del suelo: a K = ------b Donde: a = cantidad de agregados de tamaño entre 0,25 y 7 (10) mm b = suma de agregados (bloques) mayores de 10 mm y menores de 0,25 mm Además, desde el punto de vista agronómico se diferencian agregados verdaderos y falsos (seudoagregados). Los agregados verdaderos se caracterizan por una gran porosidad y resistencia al agua; los agregados falsos tienen poca porosidad, fuerte compactación y no son estables en agua, o al revés tienen una resistencia muy fuerte al agua (absoluta) a causa de la cementación que forman pánzeres o bloques endurecidos. Desde el otro punto de vista (genético-geográfico), la determinación del término estructura del suelo, está bien precisada por N.A. Kachinskii (1963, 1965). Según Kachinskii (1965), el conjunto de agregados de diferente tamaño, forma, porosidad, estabilidad mecánica y resistencia al agua, que es característico para cada suelo y sus horizontes, es lo que se conoce como estructura del suelo. Dentro de esto, por agregado o elementos estructurales, se entiende “el conjunto de elementos mecánicos, que se conservan mutuamente por fuerzas de coagulación de coloides, que pegan y los unen como resultado de fuerzas de Van der Waals, con uniones de hidrógenos de valencia residual y fenómenos de adsorción y capilares en fase líquida, y también con la ayuda de las raíces e hifas de hongos”. Para los pedólogos genéticos, la estructura del suelos ante todo tiene una concepción morfologo y genética, en relación con cada suelo específico como cuerpo natural independiente. Tal criterio se puede apreciar en los trabajos de Sibirsev, Glinka, Zajarov, Vilenskii, Duchaufour, Bre y muchos otros pedólogos. En el plano morfologo-genético, la concepción de estructura del suelo incluye tamaño, forma y organización de los componentes sólidos del suelo y los poros entre ellos. Correspondientemente bajo estructura del suelo se comprende su capacidad de descomponerse bajo condiciones naturales, en agregados de diferentes tamaños y formas. Tales agregados se llaman elementos estructurales, agregados estructurales, y también peds. La distribución mutua en el suelo de agregados estructurales con determinada forma y tamaño se llama estructura del suelo. Si el suelo no se descompone en agregados naturales independientes, y tiene una situación de arena suelta como la arena o el polvo, entonces ella se llama de grano simple Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 79 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo sin estructura ; si el suelo se rompe en grandes bloques, entonces puede nombrarse masivo sin estructura. La estructura de los suelos constituye un índice genético-agronómico muy importante y tiene gran significación en la evaluación de la fertilidad, ya que con la estructura están relacionados los regímenes hídricos, aéreos y de nutrientes de los suelos. Con relación al tamaño en el suelo se tienen los siguientes elementos estructurales: microagregados..........................< 0,25 mm mesoagregados.................0,25 – 7 (10)mm macroagregados................ ......> 7 (10)mm En los suelos, particularmente en sus horizontes húmico acumulativos (A y B), frecuentemente se presentan 3 grupos de agregados al mismo tiempo. Con la profundidad los agregados se vuelven generalmente más homogéneos. Hay suelos con estructura muy homogénea, por ejemplo el horizonte nuciforme de suelos Grises forestales o el horizonte húmico granular de los Chernozión típicos. Por otra parte, la composición estructural del horizonte cultivable de los suelos Dernovo Podzólicos o del Chernozión del sur irrigado, se caracteriza por una variedad tal que no es posible separar agregados de cualquier tamaño predominante. Los elementos estructurales (agregados, peds) en los suelos pueden ser de diferente orden y por distintas construcción. Se diferencian agregados de primer orden, que se componen de partículas primarias o microagregados; y agregados de segundo orden lo constituyen microagregados y macroagregados (por el tamaño los primeros pueden separarse en microagregados y mesoagregados, y los segundos en mesoagregados y macroagregados). Pueden ser separados incluso agregados de orden mayor. Por la estructura se determina la porosidad, la permeabilidad y muchas otras propiedades de los suelos. En general se separan los siguientes tipos fundamentales de estructura de los suelos: I. Cúbica: Separaciones estructurales Ia) Bloques desarrolladas uniformemente (angulares y por sus tres ejes. A ellos subangulares) pertenecen las siguientes estructuras: Separaciones de formas no uniformes con aristas y bordes poco expresados y con una superficie no uniforme de 3-10cm y más. Se subdivide en grande, media o fina (3-7, 7-10 y >10cm). Ib) Nuciforme Separaciones de formas Ic) Granular correctas o uniformes, con aristas bien representadas; la superficie de las aristas son relativamente planas, los límites son puntiagudos, su tamaño es de 3-10cm y más. Tiene forma como la anterior, a veces redondeada; tamaño de 3 a 0, 5 cm. Se subdivide en grande o forma de chícharos, media o harinosa y fina o polvorienta. Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 80 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo Se subdividen en grande, media y fina. Id) Grumosa Igual a la de bloque, pero su II) Prismática tamaño es de 3cm hasta 0, 5 cm. Se subdivide en grande, grumosa y finamente grumosa. Con partes de las separaciones desarrolladas principalmente e el eje vertical. Incluye las siguientes variedades: IIa) Con superficie plana IIb)Columnar Prismatizda frecuentemente pulidas y brillantes, con vértices puntiagudos. Su tamaño va desde 1-5cm hasta 20-25cm y a veces mayor. De forma uniforme, con la expresión bien representada de las aristas verticales, suaves con la base superior redondeada (cabeza). Su tamaño es desde 3.5cm hasta 15-20cm y a veces mayor. III) Enlosada Estratificada, con planos horizontales más o menos desarrollados y soldados, con frecuencia coloreados de distintas formas. Su tamaño es desde 1mm hasta 5cm (tiene las variedades laminar y foliar). Con partes desarrolladas IIIa) Enlosada principalmente por los ejes horizontales. Entre sus principales tipos se incluyen: IIIb) Plana en forma de escamas Escamosa o separadas, con frecuencia con laminar bordes afilados. Su tamaño es de 1 hasta 3mm. Además se plantea el tipo poliédrica, que resulta transicional entre la cúbica y la prismática, propia de los suelos lixiviados. Finalmente se clasifican también suelos sin estructura, los cuales presentan en su morfología partículas que se disgregan con tamaños inferiores a 1mm o que se presenta el horizonte en forma de bloque masivo, sin estructura. Los diferentes suelos y sus horizontes genéticos poseen un tipo característico de estructura. Así por ejemplo, en los suelos Ferralíticos Rojos, ricos en hierro libre, en los horizontes superiores, bajo0 bosques o frutales, es típica la estructura granular y además un tipo muy particular de agregados pequeñísimos que comúnmente se denominan como estructura polvorienta. En estos dos tipos de estructura juega un papel fundamental, la cementación Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 81 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo provocado por el contenido de hierro libre con la profundidad; en estos suelos, la estructura es grumosa, y más profunda aún, terronosa. Para los suelos desarrollados sobre caliza y fuertemente humificados en los horizontes superiores son características las estructuras granular y nuciforme. Los suelos que poseen horizontes eluviales se caracterizan por un cambio mayor de estructura por el perfil. En el horizonte eluvial con frecuencia la estructura es enlosada o en forma de hojuelas y en el iluvial: prismática, poliédrica o de bloques subangulares. La estructura prismática predomina en los Vertisoles; las separaciones estructurales (agregados) pueden ser estables e inestables, disgregándose en otras más pequeñas. No solamente es importante determinar el tipo de estructura en los suelos, sino además la estabilidad de la misma. Generalmente en los suelos arenosos, la estabilidad de los agregados es débil, ya que aunque se manifiesta, ellos se rompen al presionarse con los dedos. En los suelos Ferralíticos Rojos, arcillosos, es más fuerte la estabilidad y aún más en los suelos Pardos, Húmicos Carbonáticos y Vertisoles, ricos en minerales arcillosos del grupo de las esmectitas; sobre todo en estado seco. E) CONSISTENCIA Está ocasionada por varias causas, pero la principal de ella es el carácter en que descansan las partículas del suelo y las separaciones estructurales, la composición y contenido de partículas coloidales y la actividad de las raíces, los insectos y otros animales. La consistencia puede ser variada: friable, compactada, compacto, plástica; lo que está relacionado con la calidad de los poros, la colocación de las partículas y el grado de humedecimiento del perfil. Además, la plasticidad se determina por la composición específica de los minerales arcillosos (el predominio de los minerales del grupo de las esmectitas), que poseen la propiedad de hacerse compacto cuando se secan, con escasa porosidad de aeración, etc. La consistencia de los suelos dependen también de los procesos que ocurren en los suelos; por ejemplo: el agrietamiento está relacionado con el elevado arcillamiento y composición de los minerales arcillosos. La alternancia de humedecimiento y desecación de tales suelos conlleva al aumento y disminución de su volumen, provocando la consistencia plástica o compacta y el agrietamiento en dependencia de la humedad existente en el perfil. F) NUEVAS FORMACIONES O NEOFORMACIONES A ellos pertenecen las acumulaciones fáciles de distinguir de diversas combinaciones y sustancias químicas que se precipitan de las soluciones de los suelos mediante sus elevadas concentraciones como resultado de la variación de la reacción del medio en el camino del movimiento de las soluciones del suelo. Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 82 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo Entre las nuevas formaciones se incluyen las manchas, uniones, concreciones, cutanes, venitas e intercapas de distintas combinaciones, por ejemplo: las sales solubles de CaCo 3; CaSo4; las combinaciones de hierro, manganeso, sílice, las sustancias húmicas, nódulos ferruginosos, formaciones de carbonatos secundarios (seudomicelios, nódulos suaves, nódulos endurecideos, caliche) , los residuos de gusanos e insectos. Además se pueden formar verdaderas corazas intrasuelos, ya sea petroplínticas y petroférricas en medio tropical, como petrocálcico en medio árido y semiárido o silícicas (tepetates) en medios volcánicos. La existencia en el suelo de unas u otras nuevas formaciones representan un índice de las particularidades de su génesis y de los procesos contemporáneos que ocurren bajo la acción de la humedad atmosférica y del suelo y también por la sequedad. Así por ejemplo la acumulación de sales solubles en los horizontes superficiales en forma de manchas de sales, señalan una elevación capilar intensa de las soluciones del suelo. La existencia de estas mismas sales y también de CaCo3 ó CaSo4 (yeso) a distintas profundidades pueden servir de índice de la alta saturación con la humedad hasta las profundidades de acumulación de las sales anteriormente mencionadas. Si las aguas subterráneas se encuentran cerca, el límite superior de salinidad señala la altura a que se eleva por elevación capilar las aguas subterráneas salinas. Es especialmente importante el estudio de las nuevas formaciones de hierro, manganeso y aluminio. Ellas son las que con mayor frecuencia se encuentran en casi todos los suelos tropicales y subtropicales en forma de manchas de finos tubitos (por las raíces de las plantas), de concreciones de distintos tamaños y también en forma de capas apisonadas de acumulaciones pequeñas (ortzandos), grandes (orstein) y lateríticas y/o corazas. Todas ellas poseen un color pardo, ferruginoso, y a veces pardo negruzco. Las concreciones pueden ser duras y blandas. Si son blandas ésto indica que su formación no hace mucho tiempo. Las formadas entre capas y bloques lateríticos se manifiestan como depósitos compactos de hierro que se redistribuyen provocados por los procesos de reducción, principalmente dentro de la masa del suelo. Ellos se forman en su mayoría con el aporte de las aguas subterráneas enriquecidas en hierro. A las nuevas formaciones también pertenecen las partículas arcillosas, los pasos de las raíces; la existencia de ello señala la transportanción de la “arcilla” por el perfil. Igualmente son neoformaciones las distintas formas de carbonato secundario en el suelo. También son nuevas formaciones las secreciones de las formas reductoras del fosfato de hierro, que forman el mineral vivianita. Las secreciones cuarcíticas o de la sílice, en forma de polvos blancos, se forman en su mayor parte como resultado de la extracción de los granos cuarcíticos de las películas húmico-férro-arcilloso. Las cuevas u orificios, de distintas formas; las escretas de gusanos e insectos son también neoformaciones en el suelo. G) INCLUSIONES Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 83 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo Diferente de las nuevas formaciones, las inclusiones representan cuerpos que no están relacionados genéticamente con la masa del suelo que se forma; a ellos pertenecen los caracoles de los moluscos, los huesos de los animales, los residuos de carbón y materiales introducidos en el suelo por la influencia del hombre. Las inclusiones pueden encontrarse en el suelo desordenadamente, lo que está relacionado con el aporte mecánico secundario en ellos. H) TRANSICIÓN ENTRE LOS HORIZONTES No menos importancia para el diagnóstico de los suelos lo posee el carácter del paso de uno a otro horizonte genético. Si por ejemplo el horizonte A pasa al B en forma de “lenguas” o de “entradas” es una muestra de la intensidad del proceso de lixiviación. El paso de los horizontes en forma horizontal muestra el proceso homogéneo de lavado y de elevación capilar. En todo caso debe versesi el paso es notable o no y la topografía de la transición. Para finalizar debemos recordar que la morfología del perfil de los suelos es un reflejo de su génesis, fertilidad y productividad. Una buena y minuciosa descripción del perfil y su interpretación con el medio circundante es el elemento más valioso que posee el pedólogo para lograr una buena clasificación y recomendación agroproductiva del suelo. Para llevar a cabo el estudio morfológico del suelo, se realiza la descripción del perfil, empleando para ésto una planilla donde se exponen los índices a describir y se sigue una guía para ver la intensidad de dichos índices. En Cuba se han hecho dos guías elaboradas para ver la descripción de los perfiles, una propuesta por Belobrov et al (1980) y la otra del Instituto de Suelos del Ministerio de la Agricultura (1995); ambos materiales sirven de base para crear una guía única para la descripción morfológica de nuestros suelos. En México la más utilizada es la de la FAO; aunque son muy numerosos a nivel mundial. 6. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Belobrov. V. P. . Marrero. A., Riverol, M. y Castro, N. (1980): Manual metodológico para la Cartografía de los Suelos de Cuba. Instituto de Suelos. Acad. Cien. Cuba. La Habana, 66p. FAO (1977): Guía para la Descripción de Perfiles, Roma. Guerasimov, I.P. (1964): Concepción actual Dokuchaviana y su aplicación en la Clasificación de los Suelos del mapa de la URSS y del mundo (en ruso). Pochovedenie, 6: 3-18. Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 84 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo Guerasimov, I.P. (1974) Utilización del concepto de los procesos elementales de formación de suelos en el diagnóstico genético de los suelos ( en ruso). X Congreso Internacional de la Ciencia del Suelo. Tomo VIb, Moscú. Guerasimov, I.P. y Glazovkaya, M.A. (1965): Fundamentals of Soil Science and Soil Geography. Israel Program Trans1. Jerusalen. 380p. Hernández, A., Pérez Jiménez, J.M., Bosch D., Rivero, L. (1994): Nueva Versión de Clasificación Genética de los Suelos de Cuba. Instituto de Suelos, Ministerio de la Agricultura de Cuba, La Habana, 60p. Hernández, A., Pérez Jiménez, J.M., Paneque, J., Enma Fuentes, Bosch, D. (1995): Metodologías para la Cartografía Detallada y Evaluación Integral de los Suelos, Ministerio de la Agricultura de Cuba, La Habana, 58p. Rozanov, B. G. (1983): Morfología de los Suelos ( en ruso). Univ. Estatal de Moscú, 319p. Targulián, V. O. Y Sokolov, I. A. (1978): Structure and functional approach to a soil: “Soil memory” and “Soil moment”. In mathematical modelling in ecology, Nauka, Moscov, 1733. Zonn, S. V. (1970). Introducción al estudio de Suelos Tropicales y Subtropicales (en ruso). Univ. Amistad con los Pueblos, Patricio Lumumba, , Moscú, 438p. CAPÍTULO 5 SUELOS TROPICALES Y PROCESOS DE DEGRADACIÓN INDUCIDOS POR EL HOMBRE. 1. PROCESOS DE FORMACIÓN Y DIFERENTES TIPOS DE SUELOS TROPICALES Como se conoce, las regiones tropicales son diferentes a las regiones templadas, siendo los procesos de transformación y translocación de sustancias más enérgicas en la formación de Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 85 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo los suelos; dado principalmente por un clima mas lluvioso y más cálido. Sin embargo, dentro de las regiones tropicales existen diferencias climáticas, que permiten subdividirlas (según Segalen 1970) en 3 medios geográficos: Medio tropical húmedo o ecuatorial. Medio tropical subhúmedo Medio desértico. La interacción de los factores de formación del suelo (clima, organismos vivos, material de origen, relieve y tiempo) ocurre en forma diferente en cada medio geográfico; dando lugar a diferente vías de formación de suelos, que constituyen procesos de formación de suelos. En los medios tropicales húmedos y subhúmedos, los procesos de formación están regidos, por una parte, por el grado de evolución del suelo. Según Hernández et al. (2002), estos procesos son: Formación primaria del suelo. Sialitización. Fersialitización. Ferralitización. Ferritización. Alitización. Otros procesos de formación de suelos que ocurren en las condiciones tropicales son: Humificación. Acumulación de turba. Salinización Desalinización. Vertisolización. Andosolización. Gleyzación. Lixiviación y pseudopodzolización. Formación de lateritas (corazas ferruginosas). La manifestación de estos procesos origina diferentes tipos de suelos, que se diferencian por: características morfológicas y propiedades químicas, físicas, hidrofísicas y mineralógicas. El estudio de estas características da la posibilidad de clasificar los diferentes tipos de suelos y evaluar su agroproductividad; así como su distribución espacial nos permite separarlos cartograficamente, lo que se expresa mediante los mapas de suelos. Según la clasificación de suelo World Referente Base (1998), los principales tipos de suelos que se forman en las regiones tropicales son: Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 86 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo 2.1. Suelos que se agrupan por las transformaciones químicas – mineralógicas que definen su grado de evolución. Acrisoles, Alisoles, Plintosoles, Lixisoles, Nitisoles, Ferralsoles, Luvisoles y Cambisoles 2.2. Suelos que se agrupan por la transformación y acumulación de la parte orgánica Feozems e Histosoles 2.3. Suelos que se agrupan por la influencia marcada del material de origen, en su formación. Arenosoles, Regosoles, Fluvisoles, Vertisoles y Andosoles. 2.4. Suelos que se agrupan por otros procesos de formación. Gleysoles, Histosoles, Solonchaks, Solonetz, Leptosoles y Feozems. 2. CARACTERISTICAS DE LOS SUELOS TROPICALES 2.1. Grupos de suelos que se relacionan con el grado de evolución. CAMBISOLES. Suelos del perfil ABC, de mediana a poca profundidad, de color pardo – pardo oscuro, a veces pardo amarillento o pardo rojizo en B, de textura franco – franco arcillosa – arcillosa. Se forma por lo general en relieves ondulados, alomados y montañosos y representan estadios jóvenes de formación de suelos, en los cuales las transformaciones mineralógicas de la parte mineral del suelo conlleva a la formación de minerales arcillosos del tipo 2:1, con poco hierro libre (igual o menor a 1 - 2 %). En estas condiciones su capacidad de intercambio catiónico (CIC) en arcilla es alto (mayor de 30 – 40 cmol (+) kg-1). En los Cambisoles resulta importante la profundidad del solum, así como las características del horizonte A, que cuando el suelo se encuentra en estado virgen, suele ser oscuro, rico en materia orgánica y bien estructurado (horizonte mullido o mólico). LUVISOLES. Son de perfil ABtC, medianamente profundos, de color pardo a pardo arenoso en A y pardo amarillento, a veces pardo rojizo en Bt. El horizonte Bt es lixiviado (Bt argílico). Por lo general el horizonte A es de textura franca y el Bt franco arcilloso. También presentan predominio de minerales arcillosos del tipo 2:1, pero con un contenido de Fe libre mayor que en los Cambisoles (2-4 %). Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 87 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo La CIC resulta igual o mayor a 24 cmol (+) kg-1 en arcilla. Estas suelos resultan menos fértiles que los Cambisoles ya que el horizonte A en ellos está empobrecido por la lixiviación. FERRALSOLES. Suelos bien evolucionados, de perfil ABC, profundo (a veces alcanzan 2-3 m de profundidad), de color rojo – rojoamarillento, textura arcillosa, excepto que se formen de materiales transportados que contengan cuarzo. La mineralogía de arcilla está compuesta por minerales arcillosos del tipo 1:1 y óxidos e hidróxidos de hierro y aluminio. La CIC en arcilla es < 16 cmol (+) kg-1 y puede presentar nódulos ferruginosos por el perfil. Por lo normal en condiciones de cultivamiento estos suelos necesitan la aplicación de fertilizantes y de riego (en clima tropical subhúmedo); para obtener buenos rendimientos de los cultivos. NITISOLES. Suelos evolucionados, de perfil ABtC, profundo, con horizontes B argílico, de color rojo a rojo - amarillento. Se caracterizan por tener propiedades níticas, que según FAO – UNESCO (1990) consiste de “materiales del suelo que tiene un 30 % de arcilla como mínimo, con una estructura fuerte o moderadamente fuerte en bloques angulares que se desmoronan fácilmente por separados dando elementos poliédricos o nuciformes, de vértices planos, que muestran caras estructurales brillantes que son revestimientos delgados de arcillas o superficies de presión. Esta estructura del suelo aparentemente esta asociado con la presencia de cantidades significativas de óxidos de hierro activos e indica un elevado almacenamiento de humedad efectiva y propiedades favorables de adsorción – desorción de fosfatos”. LIXISOLES. Suelos evolucionados, de perfil ABtC, profundos, con horizonte Bt argilico , de color rojo a rojo-amarillento y sin propiedades níticas.Tienen CIC menor de 24 cmol (+) Kg-1 en arcilla y grado de saturación por bases mayor de 50 %. ACRISOLES. Suelos evolucionados de perfiles ABtC, profundos, con horizonte Bt argílico, de color rojo a rojo amarillento, sin propiedades níticas. Tiene CIC menor de 24 cmol (+) kg-1 y grado de saturación por bases menor de 50 %. ALISOLES. Suelo que tienen perfil ABtC, profundos, con horizonte Bt argílico y una CIC mayor de 24 cmol (+) kg-1 en arcilla en todas las partes. El grado de saturación por base es menor de 50 % por lo menos en alguna parte del horizonte Bt, dentro de una profundidad de 125 cm a partir de la superficie. Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 88 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo PLINTOSOLES. Son suelos poco productivos ya que tienen 25 % ( en volumen), como mínimo de plintita, en un horizonte que tiene al menos 15 cm de espesor en una profundidad de 50 cm a partir de la superficie. “La plintita es un material muy poco fértil que resulta duro y compacto cuando se seca. Esta constituido por una mezcla rica en hierro y pobre en materia orgánica, de arcilla con cuarzo y otros diluyentes” (FAO – UNESCO, 1990). En suelos húmedo la plintita normalmente es firme pero después de secado se endurece en forma irreversible, presentándose como fase petroférrica. 2.2. Grupos de suelos que se agrupan por procesos de transformación y acumulación de la parte orgánica. FEOZEMS. Suelos de perfil AC, medianamente profundo, de color oscuro y textura variable. En la condiciones tropicales se forman bajo un proceso de humificación que regula las propiedades del suelo. Por lo general son suelos bien drenados, fértiles y productivos. Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 89 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo HISTOSOLES ( Suelo scon acumulación de Turba). Suelos que se forman por la acumulación de materiales orgánicos en condiciones anaeróbicas (por influencia de una capa freática cerca o en la superficie del terreno); de forma tal que la capa de materiales orgánicos poco descompuesta alcanza 40 cm como mínimo. Este horizonte orgánico se diagnóstica como horizonte H (hístico). 2.3. Grupos de suelos en los que su formación tiene relación estrecha con el material de origen. ARENOSOLES. Suelos muy poco evolucionados, formados de sedimentos arenosos, de perfil AC, con textura mas gruesa que franco arenosa hasta una profundidad de 125 cm, con menos de 35 % de fragmentos de roca u otros fragmentos gruesos. Aunque por el espesor del sedimento y su friabilidad parecen ser suelos profundos, realmente el solum es poco a medianamente profundo. Son pocos fértiles y con muy poca retención de humedad. REGOSOLES. También resultan suelos poco evolucionados, formados de sedimentos y de perfil AC, pero textura es menos arenosa, pudiendo tener fragmentos de rocas u otros fragmentos gruesos. De la misma forma que los anteriores son suelos pocos fértiles y con muy poca retención de humedad. FLUVISOLES. Suelos de perfil AC, que están sometidos a la influencia del llamado “proceso aluvial”, por lo que presentan una distribución irregular del contenido en materia orgánica en profundidad, debido a las inundaciones fluviales en forma sistemática, que sepultan el horizonte A del suelo precedente. Por lo regular son suelos fértiles. VERTISOLES. Suelos formados a partir de sedimentos arcillosos ricos esmectitas (del tipo 2:1). Son de perfil AC, raramente ABC, con solum medianamente profundo a profundo, de color oscuro (negro, negro pardusco, gris oscuro, pardo oscuro), arcilloso (al menos 30 % de arcilla en todos los horizontes hasta una profundidad de 50 cm). Tienen estructura de bloques prismáticos con caras de deslizamiento (slickensides) y con grietas. En período lluvioso son húmedos y plásticos y en estado seco duros y compactos. ANDOSOLES. Suelos particulares formados de cenizas volcánicas. Son de color oscuro, ricos en alófanas, de perfil AC o ABC, a veces con mucho vidrio volcánico. Resultan ser friables, ricos en materia orgánica, de textura arenosa a franco y con alto valor de CIC debido a las alófanas Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 90 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo (productos amorfos). Son suelos fértiles por lo general con buen contenido en potasio, pero muy susceptibles a la erosión. 2.4. Suelos que responden a otros procesos de formación en las regiones tropicales. GLEYSOLES. Suelos mal drenados que se forman por la influencia de una capa freática, que da lugar a procesos de reducción y oxidación, manifestándose por manchas negras grises, verde, azulosas, rojizas y amarillentas. De esta forma el perfil es AgCg – AgBgCg, profundo, de color oscuro, al menos en los 30 – 40 cm de profundidad, con o sin nódulos ferruginosos o corazas lateríticas (horizonte petroferrico), formaciones estas muy comunes en suelos tropicales. Como es fácil apreciar la productividad de los Gleysoles está limitada por el mal drenaje. SOLONCHAKS Y SOLONETZ. Suelos propios de regiones áridas y semiáridas, mayormente en clima templado. En condiciones tropicales subhúmedas pueden presentarse como formaciones relícticas o en las formaciones sedimentarias marinas actuales. Cuando se presentan como formaciones relícticas, en las regiones tropicales subhúmedas se manifiestan en forma de manchas asociadas a los Vertisoles, Gleysoles y Fluvisoles y resultan muy peligrosas, ya que por manejo inadecuado de estos suelos puede provocarse un proceso de degradación por salinización secundaria. En las condiciones de Cuba, los Solonchaks se diagnostican por su contenido en sales (mayor de 1 % de sales solubles totales), la presencia de calvas salinas o de plantas Halofíticas, acumulación de sales en la superficie y un perfil AC de estructura masiva, de color gris – gris amarillento. Los Solonetz presentan un horizonte B nátrico, mas arcilloso que el horizonte A, con una estructura prismática – columnar, muy duro y compacto cuando seco y con un contenido de sodio cambiable igual o mayor de 15 % de la CIC del suelo. LEPTOSOLES. Suelos limitados en propiedades por una roca dura continua o por material muy calcáreo o por una capa continua cementada dentro de una profundidad de 30 cm a partir de la superficie. Como se aprecia, son suelos poco profundos y muy poco productivos. Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 91 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo 3. LOS PROCESOS DE DEGRADACION DE LOS SUELOS EN LAS REGIONES TROPICALES. Desde hace tiempo las regiones tropicales del planeta se estimaron como las grandes reserevas para la producción de alimentos y de materias primas agrícolas para el consumo mundial, incluso para la demanda de alimentación de una población que alcanza los 6 000 millones de habitantes al final del milenio. Sin embargo, estas reservas han ido disminuyendo poco a poco por la explotación indiscriminada de los ecosistemas tropicales. en los países más desarrollados, la actividad humana en el aumento de la producción agropecuaria ha conllevado a la asimilación de tierras vírgenes y terrenos baldíos, con la aplicación intensiva de recursos técnicos en la agricultura como son la mecanización, el riego y la quimización principalmente. por otra parte en los países menos desarrollados, con mayores índices de pobreza, el desconocimiento y la necesidad social conlleva a la utilización inadecuada de las tierras la mayoría de las veces, con el desarrollo de una agricultura migratoria en las regiones mas recónditas como son las regiones montañosas. Todo esto ha dado lugar que en el período de 1945-1990, la degradación de los suelos en el mundo se incrementó en un 17%; siendo centroamérica y el caribe (incluyendo méxico) donde mayor incremento se registró, con 24,8% (Oldeman, Van Egelen y Pulles, 1990). Según Ortiz Solorio, Anaya y Estrada (1995), los factores que favorecen la degradación de las tierras son: la sobrepoblación, la sobreexplotación, los cambios inadecuados de uso del suelo, las tecnologías inadecuadas, las presiones socio económicas y políticas de las tradiciones culturales adoptadas. Para Hernández et al (1995, 1998), los procesos de degradación de los suelos es provocado por el desconocimiento de las condiciones edafológicas y de mejoramiento, cuando se va a poner en explotación agrícola una región determinada, ya sea de bosques, ya sea de sabana secundaria. hacen énfasis estos autores en que el suelo es el espejo de la naturaleza, por lo que constituye un bloque de memoria, que registra y manifiesta todos los cambios que han ocurrido durante su formación a través de sus propiedades morfológicas, físicas, químicas, mineralógicas e hidrofísicas (Targulián, 1990). por esto, es necesario conocer cómo se formaron los suelos y cómo van a evolucionar sus propiedades edafológicas, ante los cambios que pueda provocar el hombre en la práctica agrícola, para de esta forma poder pronosticar las variaciones que puedan producirse cuando se pone explotación una región determinada, sobre todo cuando se van a aplicar tecnologías como el riego, la mecanización, la quimización, etc . Hernández y Morales (1998), plantean que los cambios globales en los suelos inducidos por el hombre conllevan en muchos casos a procesos de degradación; enumerando para las regiones tropicales los siguientes: Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 92 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo Sabanización, empobrecimiento, erosión, acidificación, empantanamiento, salinización secundaria, contaminación, destrucción agrotécnica y mecánica y disminución de la fertilidad. El objetivo de este trabajo consiste en presentar dichos procesos sobre la base de resultados obtenidos en estudios edafológicos llevados a cabo en diferentes regiones tropicales, tanto para condiciones de clima tropical húmedo como tropical subhúmedo. SABANIZACION. Es conocido que los bosques contribuyen al mejor aprovechamiento de la humedad de las precipitaciones; así como el efecto que realiza el complejo formado por el suelo del bosque, las raíces y el humus que actuan como una esponja, absorbiendo el agua y liberandola de modo uniforme durante los períodos de sequía (Bruijnzel, 1991). Una vez que los bosques sufren la acción antropogénica (deforestación) se producen transformaciones importantes en estos ecosistemas, lo que ha hecho pensar a muchos que la alteración de los mismos o su eliminación provoca grandes inundaciones, fuerte acumulación de sedimentos en los ríos y presas, que a su vez causaría un descenso del rendimiento hídrico de los torrentes y cursos de agua. De acuerdo con Zonn (1970), el proceso de transformación antropogénico de los bosques primarios en los trópicos ocurre de la forma siguiente: Terreno baldío Bosque primario Deforestación Cutlivo Sabana o Bosque secundario La restitución del bosque secundario solo es posible en las regiones tropicales húmedas, cuando la deforestación no es intensa y permanecen áreas extensas del bosque primario, como por ejemplo en la amazonía peruana (Hernández, 1993). para las regiones de clima tropical subhúmedo, el restablecimiento de un bosque secundario es muy difícil por vía natural, ya que en la época de seca, el desarrollo de las especies arbóreas se ve afectado por la escasez de humedad y la implantación de especies herbáceas y arbustos que se adaptan mejor a las condiciones del estrés hídrico. Aún más difícil resulta en aquellas regiones tropicales donde se ha producido una deforestación intensa, con cambios en la biodiversidad. cuba es un ejemplo en este sentido; nuestro país presenta una antropización pronunciada de la cubierta vegetal, tanto en la época colonial como en la de desarrollo capitalista (tabla 1). debe destacarse que a partir del año 1959, se aumentó ligeramente el área de bosques, aunque permanece aún bajo el índice de ha de bosques/ habitante. Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 93 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo La sabanización en países como cuba resulta un proceso bastante generalizado. al ocurrir la tala y desmonte de los bosques, con el objetivo de la explotación maderera y el establecimiento de cultivos agrícolas, se provocó la denudación de una parte de la cubierta vegetal. esto determinó un rejuvenecimiento de los suelos y pérdidas de sus reservas de materia orgánica y nutrientes; lo que sin duda influyó en el decrecimiento del rendimiento de los cultivos que se habían establecidos y en el abandono posterior de estas tierras. como consecuencia comenzó a establecerse una vegetación característica de sabana secundaria, que tuvo su origen por la conjugación de un clima cálido de humedad alternante, con factores topográficos y edáficos. Se puede afirmar que con la sabanización cambia el régimen hídrico y térmico de los suelos, su fertilidad y la biodiversidad general del ecosistema. Para las condiciones de cuba, las sabanas secundarias típicas se presentan en regiones de suelos con textura arcillosa con predominio de esmectitas, con suelos pardos sialíticos (cambisoles o inceptisoles), en relieve ondulado a premontañoso, y poco a medianamente profundos; así como en gleysoles y vertisoles en relieve llano. regiones relativamente extensas se pueden observar desde las provincias villareñas (entre santa clara y sancti spiritus) y camagueyanas y en las llanuras orientales. el clima de estas regiones es tropical subhúmedo, con precipitaciones que oscilan entre 800-1300 mm al año. también es posible encontrar otro tipo de sabanas con vegetación herbácea mas pobre en suelos arenosos de llanura (llanura sur de pinar del río, en el sur del jíbaro y en la isla de la juventud y en manacas). Bajo esta vegetación de sabanas, se incrementa el riesgo de erosión del suelo, por la escorrentía superficial y la carencia de una vegetación alta arbórea, que contrarreste la energía deñ impacto de las gotas de agua de lluvia. de hecho, el proceso erosivo ocurrió y aún ocurre como lo explica la transformación del perfil característico que se forma bajo bosques, del tipo O—A11—A12—B—BC; a un perfil de tipo A—B—C, bajo sabanas (Hernández, et al., 1976). Otro de los grandes problemas que ocasiona hoy en día la deforestación es la contribución a la emisión de gases de co2 a la atmósfera y la pérdida de c de los ecosistemas. la dinámica del cambio del uso de la tierra posterior a la deforestación, hasta la sabanización es muy difícil de precisar por lo que los flujos de co2 producidos por tales cambios es muy difícil de precisar (Leemans, 1999). No obstante, la formación de sabanas secundarias (sabanización), a pesar de los aspectos negativos que implica, reviste vigencia de interés actual ya que es una de las formas mas importantes de recuperar el carbono y tenerlo secuestrado aminorando los flujos de CO2 a la atmósfera. por ejemplo, según Cerri et al (1994), el desmonte de la selva amazónica para convertirlo en pastizales resultó en una disminución de la materia orgánica del suelo (MOS) en los 20 cm superficiales de 90,0 a 68,8 t c/ha después de 2 años del establecimiento de los pastizales, pero las entradas en mos provenientes del pastizal durante un período de 8 años hicieron volver la mos a 96 t.ha-1 de carbono, de las cuales 45,8 t..ha-1 fueron derivadas del pasto. El balance neto de C durante el período de 8 años fue de 72,8 t.ha-1 de carbono, Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 94 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo mientras que el retorno de C de la MOS proveniente del pastizal fue aproximado al C proveniente de la selva. EMPOBRECIMIENTO. Este proceso fue descrito por Fauck (citado por Segalen, 1970) en Senegal, Africa y consiste en la pérdida marcada de arcilla entre las partes superior e inferior del perfil. esta diferencia textural en arcilla va aparejada al mismo tiempo por una misma composición mineralógica entre los horizontes; es decir, hubo salida de sustancias de la parte superior sin que hubiese acumulación en la parte inferior del perfil. por consiguiente, uno es llevado a admitir que hay salida oblicua de sustancias del perfil. Este fenómeno es muy frecuente observarlo en africa en los medios tropical húmedo y subhúmedo. para cuba, Ruiz (1988) lo plantea como un proceso que tipifica las formaciones pedológicas de las regiones montañosas, bajo clima tropical húmedo; para lo cual se fundamentea en la caracterización de suelos ferralíticos, alíticos y aún pardos sialíticos (tabla 2). Renda (1998), también coincide en la manifestación de este proceso en los suelos del macizo montañoso de la sierra maestra. en ambos casos estos autores expresan que la diferencia textural en los suelos evolucionados (ferríticos, alíticos y ferralíticos) es debida al empobrecimiento y a la lixiviación. En suelos lixiviados se acelera el empobrecimiento, ya que disminuye la infiltración del agua por el perfil y se aumenta la escorrentía superficial. en suelos montañosos forestales, lixiviados y empobrecidos, de regiones tropicales y subtropicales, bajo clima lluvioso, suele ocurrir la salida lateral del hierro dando lugar a la formación de horizontes emblanquecidos de tipo álbico. muchas veces estos suelos fueron clasificados como podzoles, pero realmente no lo son, mas bien se deben clasificar como seudopodzoles como lo plantearon Guerasimov (1959) y Zonn (1973, 1978). En caso de que el suelo sea deforestado, el empobrecimiento consiste ya no solamente de una migración de productos sólidos, sino tiene lugar también la destrucción de los mismos, con una migración lateral mas intensa de productos sólidos y solubles, dando lugar a la erosión del suelo. EROSION. Uno de los procesos de degradación de los suelos mas difundidos y que mas daños ocasionan en el mundo es el de la erosión. la supresión de la cobertura vegetal ya sea de bosques o de sabana, con el fin de poner bajo cultivo una región determinada, conlleva a cambios que se traducen en pérdidas de suelo y elementos nutritivos. si el agroecosistema que se implanta no se maneja adecuadamente, en dependencia de las características del suelo, el tipo de relieve y del clima, serán mas o menos intensas las pérdidas ocasionadas por el hombre con los procesos erosivos. En la actualidad los suelos siguen siendo afectados por los procesos erosivos, con una tendencia fuerte a que dicho problema se agudice. muchas veces la experiencia de los agricultores los induce a tomar medidas que han podido poner en práctica con buenos Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 95 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo resultados en la conservación de los suelos; otras veces, algunas investigaciones llevadas a cabo han dado buenos resultados. sin embargo, en los países mas pobres y menos desarrollados, con alto nivel de desempleo, como ocurre en la mayoría de los países subdesarrollados tropicales, los campesinos en su afán por la producción de alimentos han ocasionado fuertes pérdidas del recurso suelo por erosión (Pla Sentis, 1994). Es precisamente en las regiones tropicales, donde por las características del suelo y del clima, existen condiciones apropiadas para el desarrollo de los procesos erosivos. muchas veces la deforestación y roturación de las tierras conlleva a su empobrecimiento y después que pierden productividad, son abandonadas, implantandose una vegetación secundaria herbácea que detiene el proceso erosivo. un ejemplo lo plantea segalen, 1970; obtenido por investigaciones realizadas en Costa de Marfil (Africa), en terrenos de 12% de pendiente y 2000 mm de lluvia anual: manejo de la cobertura pérdida de suelo escorrentía antes de la deforestación.........................0,2 t.ha-1 0,7% de la lluvia suelo desnudo........................................120 t.ha-1 29,4% de la lluvia después de 2 años cubierto....................2-4 t.ha-1 por vegetación secundaria 15-20% de la lluvia En dependencia de los recursos con que se cuente, hay que estudiar la erosión potencial de los suelos y también el grado de erosión actual y su cartografía; así como el desarrollo de los procesos erosivos y medidas de conservación de suelos en estudios en estaciones. Por ejemplo para las condiciones de cuba, se ha podido estimar la erosión actual y potencial de los suelos, con la confección de mapas en escala 1:250 000, lo que ha permitido su cuantificación (Riverol, 1985; Pérez et al., 1990; tablas 3 y 4). al mismo tiempo se encaminaron investigaciones en estacionarias en diferentes regiones del país, lograndose una serie de medidas antierosivas en dependencia del tipo de suelo, su utilización agrícola, régimen de lluvia y la pendiente, como ejemplo se muestra en la tabla 5 resultados obtenidos sobre la erosión y medidas antierosivas en la estación de san juan y martínez, en pinar del río (Riverol y febles,1994), en suelos alíticos de baja actividad arcillosa amarillento (acrisol háplico). En cuanto a los procesos erosivos se refiere, su ocurrencia e intensidad depende del tipo de vegetación, relieve, tipo de suelo y régimen de lluvia. Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 96 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo El tipo de vegetación es elemental, se conoce que la intensidad de la erosión en general se comporta de la forma siguiente: Bajo bosque bosque sabana secundaria plantación permanente < sabana herbácea < cítricos plantación temporal < caña de azúcar culti vo intensivo < cultivos varios De la misma forma, a medida que la pendiente es mayor, mas fuerte es la escorrentía del agua de lluvia y mas intensa será la erosión. En relación con el régimen de lluvias, mayor riesgo habrá en las regiones mas lluviosas, pero también es donde mas rápido se restablece la cobertura vegetal y el problema del manejo del suelo en estas regiones es preparar suelo para la siembra en los meses menos lluviosos, aunque siempre en regiones con pendientes pronunciadas es necesario el establecimiento de medidas antierosivas. Aunque parezca paradógico el manejo del suelo contra la erosión es más complicado en las regiones de clima tropical subhúmedo, ya que el establecimiento de una cobertura vegetal adecuada en época de seca resulta difícil, por lo que al romper los aguaceros intensos en la temporada de lluvia, se producen fuertes pérdidas en suelo y nutrientes por la erosión. sin embargo, en los últimos años con los problemas de las variaciones climáticas producto del calentamiento global de la atmósfera, en gran parte inducido por el hombre, ocurren eventos climáticos que no siguen las regularidades históoricas del comportamiento de las lluvias; sobre todo en el clima tropical subhúmedo, con intensos aguaceros que surgen repentinamente en la época de seca, o de sequías prolongadas en época de lluvia con posteriores aguaceros. en ambos casos, la erosión del suelo se vuelve mas intensa que en condiciones normales. En cuanto al suelo se refiere, los procesos erosivos serán mas o menos intensos en relación con sus características. Por ejemplo, hemos visto que los andosoles vítricos en Nicaragua son extremadamente susceptibles a la erosión, mucho mayor que para los andosoles háplicos. Estos suelos de por sí tienen textura ligera y una estructura de agregados muy finos, perceptibles con la lupa (mesoagregados), pero los macroagregados no están bien desarrollados, por lo que no tienen resistencia antierosiva. en la llanura León- Chinandega, la erosión eólica se hace sentir en los campos sembrados de girasol, frijoles y otros granos, creandose las llamadas tolvaneras. En cambisoles arcillosos de cuba (suelos pardos sialíticos), con relieve ondulado-alomado, la erosión principal que se ocasiona es del tipo laminar. las propiedades del suelo y del relieve provocan este tipo de erosión, en clima tropical subhúmedo. resultan suelos arcillosos, con mayor contenido en arcilla en la parte superuior del perfil, la arcilla predominante es del tipo de las esmectitas; en época de lluvia la parte superior del perfil alcanza su capacidad de campo, favoreciendo la escorrentía superficial, que provoca la salida de los elementos sólidos, condicionado por un factor de dispersión alto en el suelo. de esta forma las partículas arcillosas y limosas se van depositando en las partes inferiores Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 97 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo del relieve, donde se forman los cambisoles vérticos, mientras que en las partes superiores y en las pendientes se desarrollan cambisoles eutricos, la mayoría de las veces afectados por la erosión laminar (Hernández, 1978). También hemos podido observar en arenosoles de llanuras aluviales en el llano veracruzano (México) y en el tramo Isabel Rubio-Sandino (Pinar del Río, Cuba), la manifestación de la erosión eólica cuando se ponen bajo cultivo estos terrenos; si el relieve presenta ondulaciones puede ocurrir erosión hídrica en forma de surcos y aún en cárcavas. En regiones cañeras de (Veracruz, México), con clima tropical subhúmedo, pero con 1800 mm de lluvia anual, se diagnosticó la degradación del suelo en acrisoles y nitisoles húmicos, por influencia del cultivo de la caña de azúcar. en esos lugares se practica la quema de la caña y poco a poco entre los camellones se van estableciendo surcos por la pérdida de suelo, conformandose surcos de 8-12 y hasta 15 cm. de profundidad; cuando comienza a declinar los rendimientos de la caña de azúcar, se voltea la cepa (reposición), emparejandose el suelo, el cual aún mantiene productividad ya que el espesor del horizonte húmico acumulativo en su estado natural tiene entre 30-40 cm. No obstante esta fertillidad y productividad del suelo se ha ido perdiendo paulatinamente, durante 40-50 años del cultivo, estando en estos momentos el horizonte húmico acumulativo con una profundidad de 15-20 cm solamente. de seguirse la práctica agrícola actual, en un período de 20 años se pierde gran parte de la productividad de los suelos. Otros resultados de degradación de los suelos hemos diagnosticado en vertisoles, tanto en las llanuras de Oaxaca en el límite con Veracruz (México), como en las llanuras orientales de Cuba. Como se conoce los vertisoles son muy arcillosos, ricos en esmectitas; en los llanos de Oaxaca, la influencia de la quema de la caña de azúcar y la duración de la cepa (8-10 años), conlleva a la pérdida de suelo entre camellones, con formación de surcos que a veces miden hasta 40 cm de profundidad. cuando se voltea la cepa se empareja el terreno, pero se pierde paulatinamente los primeros 15-20 cm del suelo, que resulta la parte mas productiva de estos vertisoles. En la provincia de Holguín, Cuba, en el área cañera del central Cristino Naranjo, pudimos apreciar la construcción de un canal grande atravesando la zona de abastecimiento en caña de azúcar del central. Los vertisoles de esta región son a veces salinos y tienen una alta saturación del complejo de intercambio por sodio y magnesio, cationes estos que condicionan fuerte dispersión en el suelo. en el períiodo de 2-3 años (1983 a 1985); las riberas del canal se han ido desplomando, creandose cárcavas enormes en forma perpendicular al canal, que tenían hasta 30 m de largo. esto fue debido a que la construcción del canal se realizó sin tener en cuenta las características de los suelos, ni se protegieron sus taludes con una vegetación herbácea. Otros problemas se presentan en los suelos muy evolucionados como los ferríticos, en ellos por el contrario el factor de dispersión es muy bajo condicionado por una fuerte formación de microagregados condicionado por el alto contenido en hierro libre en estos suelos. no obstante, la macroestructura de estos suelos esta poco desarrollada y es muy inestable. la Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 98 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo puesta en explotación agrícola de estos suelos, bien extensivos en la Meseta de Pinares de Mayarí, provoca rapidamnente la manifestación de procesos erosivos intensos, ya que el suelo se erosiona en forma de microagregados; es decir, funciona como un suelo arenoso. ACIDIFICACION. La degradación del suelo por acidificación puede ser provocado por varias causas: 1. Aplicación intensa de fertlizantes con carácter residual ácido, que puede disminuir el pH del suelo. 2. Desecación de zonas pantanosas donde estan presentes los materiales sulfídicos (jarosita), loscuales al pasar el terreno a un régimen aeróg}bico, courre la oxidación de estos materiales y se puede formar ácido sulfúrico, por lo que el pH del suelo puede disminuir hasta 3, extremadamente inadecuado para las plantas. 3. Por los procesos erosivos en acrisoles y alisoles. Este último caso es muy común, se ha diagbnosticado en Cuba, México y en la Amazonía peruana. Normalmente el perfil de estos suelos es del tipo abtc; con horizonte a húmico desaturado, color gris oscuro a rojo oscuro, loam-loam arenoso, friable, estructura fina y débil, mientras que el horizonte Bt es argílico, rico en aluminio cambiable, rojo-rojo amarillento, compactado a compacto y con estructura de bloques subangulares. A medida que el horizonte. A va lavandose y erosionandose, el hor. bt alítico y argílico se acerca a la superficie, resultando mas ácido y rico en aluminio intercambiable. de esta forma se reduce la profundidad efectiva del suelo para las plantas y su sistema radical se pone en contacto directo con el hor. bt argílico, mas compacto, extremadamente ácido y con alto contenido en aluminio que resulta tóxico para las plantas. Realmente este tipo de acidificación del suelo es relativa, acompañado por la manifestación de los procesos erosivos. EMPANTANAMIENTO. El empantanamiento consiste en el agravamiento de las condiciones de drenaje de un suelo que conlleva a mantener sobresaturado el mismo por el agua. esta sobresaturación da lugar a cambios en las condiciones de oxidación-reducción del suelo que afecta los rendimientos de las plantas. En el clima tropical subhúmedo, en la época de seca los cultivos se afectan por la escasez de humedad, la mayoría de las veces se aplica el riego, el cual puede aumentar hasta un 30% los rendimientos de las cosechas. Sin embargo, cuando se aplica el riego en un agroecosistema deben tenerse en cuenta las condiciones edafológicas y de mejoramiento; es decir debe hacerse sobre base científico técnica, según las características del suelo. de esta forma se puede hacer un pronóstico de la evolución de sus propiedades por la aplicación de esta medida, que la mayoría de las veces rompe el equilibrio existente en el agroecosistema. Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 99 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo para esto hay instrucciones metodológicas que es necesario considerar (Szablocs, 1973; Hernández, et al., 1985). Cuando no se tiene en cuenta estas instrucciones, muchas veces la instalación de nuevos sistemas de riego va acompañado de pocas medidas de drenaje y no ocurre una mejoría sustancial de Los rendimientos que recuperen la inversión realizada; y en muchos casos, puede haber hasta disminución de los rendimientos agrícolas (Sudjadi et al., 1985). La afectación del rendimiento por agravamiento del mal drenaje en los suelos se ha investigado en las condiciones edafológicas de Cuba, principalmente para la caña de azúcar (Shishov, 1975; Instituto de suelos, 1980). Precisamente en nuestro país se desarrolló un programa amplio para la aplicación del riego en la agricultura, con el objetivo de mejorar los rendimientos en cultivos como el arroz y la caña de azúcar. en el año 1980 se proyectó poner bajo riego 1 300 000 ha para cultivos como tabaco, caña de azúcar, pastos y forrajes, arroz, viandas y vegetales y cítricos (Dirección de Riego y Drenaje, 1978); en la tabla 7 se presentan los datos del aumento del riego para la caña de azúcar. Para la caña de azúcar se preparó el terreno con la tipificación de los campos, muchas veces se cerraron pequeños drenajes naturales (como ocurrió en el área cañera del central cristino naranjo, en holguín y en la del central Paraguay, en Guantánamo). Además, las medidas de drenaje necesarias en los suelos que se pusieron bajo riego no se atendieron adecuadamente; regiones llanas con suelos con drenaje deficiente como son los vertisoles y gleysoles. Todo esto conllevó al surgimiento de procesos de degradación como es el empantanamiento y la salinización secundaria, con disminución en los rendimientos en el cultivo de la caña de azúcar, Afortunadamente, a partir del año 1985, surgieron medidas positivas al respecto, con tecnologías como es el drenaje parcelario que atenua esta situación desfavorable. Para el caso específico del cultivo del arroz, la aplicación de la tecnología del cultivo con riego por inundación, provoca procesos de degradación del suelo (Navarro, 1988), que se manifiesta por: --fuerte lavado de las bases cambiables en los primeros 30 cm del perfil --disminución de la materia orgánica en la capa arable --pérdida del fósforo total en los primeros 20 cm del perfil y acumulación del mismo en los primeros 40 cm de profundidad --empobrecimiento de hierro y manganeso del horizonte superior y acumulación de los mismos a los 40 cm de profundidad --pérdida de la fracción arcillosa de los primeros 20 cm del perfil y acumulación de la misma por debajo de los 40-5 cm de profundidad. SALINIZACION SECUNDARIA. Durante mucho tiempo se tenía el criterio que los problemas de salinización secundaria en los suelos tropicales no eran importantes, ya que por las características del clima, este proceso no ocurre. Sin embargo, desde hace algunos años, la incidencia de este tipo de Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 100 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo degradación en las regiones tropicales, sobre todo de clima tropical subhúmedo demuestra lo contrario, criterio este que se refuerza con los planteamientos del libro “Salinidad: un nuevo concepto” (Flores et al., 1996). En muchas regiones tropicales de clima subhúmedo, la presencia de suelos arcillosos ricos en esmectitas, mal drenados y con contenidos variables en sales y/o sodio cambiable a diferentes profundidades, es común, ya sea por su evolución en el tiempo o en el espacio. los principales suelos son vertisoles, gleysoles, fluvisoles y solonetz, asociados en ocasiones a manchas de solonchaks. muchas de estas llanuras fueron deforestadas, para su utilización en la agricultura y en la ganadería. la aplicación del riego en época de seca sin las medidas adecuadas de drenaje dan lugar a procesos de salinización secundaria. Un caso típico lo tenemos para las condiciones de cuba, mencionado anteriormente, y que se intensificó en el período 1970-1985. este problema afectó principalmente las llanuras orientales con clima tropical subhúmedo relativamente seco (con precipitaciones anuales entre 800-1200 mm). el proceso de salinización secundaria fue diagnosticado y descrito por hernández (1996) y afectó principalmente los rendimientos en caña de azúcar, arroz y otros cultivos (figs. 2 y 3; tabla 8). Otra vía de salinización secundaria en los trópicos es el de la sobreexplotación de los acuíferos por el regadío, que finaliza con la intrusión salina y entonces el agua que se riega es de mala calidad, salinizandose la capa arable, de la parte superior del perfil del suelo. La experiencia en Cuba ha demostrado que independientemente de las condiciones de clima tropical subhúmedo existente, la salinización secundaria es un proceso de degradación muy negativo y que deben tomarse todo tipo de precauciones cuando se aplica el riego en regiones donde nunca se ha hecho. Debe tomarse en consideración las condiciones edafológicas y de mejoramiento; es decir, las características del suelo, su origen, régimen de lluvias, evapotranspiración, calidad del agua del riego e incluso en ciertos casos las condiciones hidrogeológicas de la zona. El riego es una medida de mejoramiento que sin dudas posibilita el aumento de los rendimientos agrícolas; pero su aplicación rompe un equilibrio en agroecosistemas, sobre todo en los establecidos durante mucho tiempo como son las plantaciones cañeras y el hombre debe conocer como funcionará este agroecosistema con esta nueva medida. repetimos hay experiencia que en muchos casos la inversión realizada no se recupera y en ocasiones puede disminuir el rendimiento de los cultivos, con la degradación del suelo que es practicamente irreversible. CONTAMINACIÓN DE LOS SUELOS. Esta forma de degradación puede ocurrir por la acción antropogénica en diferentes formas: 1. Aplicación de residuos de desechos (basura), con el fin de mejorar el contenido en materia orgánica del suelo 2. Uso intensivo de los fertilizantes 3. Utilización de residuales de la industria en el mejoramiento del suelo Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 101 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo En el primer caso hay que tener sumo cuidado, ya que en este tipo de “enmienda orgánica” puede ir incluído materiales que depositan en el suelo elementos pesados, que pueden quedar en forma residual y posteriormente ser transmitido a la alimentación humana a través de la planta. en todos los casos estos residuales deben tener su tratamiento previo (planta de tratamiento de residuales) y ser aplicados en una forma diferente; por ejemplo en forma de compost o ya convertido en humus por la lombricultura. El segundo caso puede ocurrir por la aplicación intensa de fertilizantes y pesticidas. esto conlleva a la disminución de la actividad biológica del suelo y pérdida de su potencial agroproductivo. El punto 3 es relativo a los residuales de la industria, y en muchas regiones tropicales es usual para residuales de la industria azucarera. en investigaciones realizadas se ha determinado el efecto sobre el suelo del residual azucarero. en cuba, se pudo constatar (Inclán Urgellés, 1986) que la aplicación de residuales azucareros crudo en el suelo conlleva a diferentes formas de degradación como: Ocasiona serios problemas como es la esterilización del suelo, afectando la actividad biológica, ocasionando la oclusión de poros del suelo La variación de la permeabilidad del suelo al aplicar fluidos ricos en sodio, calcio y magnesio, depende de diferentes procesos físicos y químicos que ocurren en el suelo. La adsorción del sodio en el complejo absorbente del suelo aumenta cuando la solución aplicada posee una alta salinidad. En todos los casos de utilización de residuales de desechos o de la industria, deben realizarse estudios previos, caracterizando el material a emplear, los diferentes tipos de suelos y la interacción de los materiales con el suelo . DESTRUCCIÓN AGROTÉCNICA Y COMPACTACIÓN DE LOS SUELOS. Otro de los grandes problemas de degradación de los suelos de las regiones tropicales es el de la destrucción de la estructura del suelo y su compactación. el uso intensivo de las máquinas, la quimización y otras medidas en la agricultura, sin tener en cuenta las características de los suelos y sus propiedades agroproductivas, da lugar a este proceso negativo. Esto ocurre principalmente en suelos tropicales evolucionados como ferralsoles, acrisoles y nitisoles; ya que en suelos con presencia de minerales arcillosos del tipo 2:1, la compactación puede ser pedológicay no antropogénica, como ocurre en suelos pardos sialíticos arcillosos, vertisoles y gleyes vérticos. En Cuba el ejemplo típico lo tenemos en la compactación de los suelos ferralíticos rojos de la llanura Habana-Matanzas, donde los resultados presentados por Alfonso Linares (1997), Hernández et al. (2005) describen perfectamente este problema; que conlleva a la disminución del contenido de materia orgánica del suelo, destrucción de la estructura y surgimiento de la compactación. Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 102 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo El grado de compactación del suelo se mide por el penetrómetro y también por el peso volumétrico. En estos suelos para el cultivo de la caña de azúcar, Roldós (1986), determinó el valor de la densidad crítica por la compactación, estableciendo el valor de 1,25 Mg.m3. A partir de este valor, las raíces de la caña de azúcar no se desarrollan mas profundamente, a no ser que se rompa esta compactación por aplicación del subsolador. Para estos ferralsoles se recomiendan varias medidas para evitar o contrarrestar la compactación en ellos: Roturación del suelo con el multiarado Rotación adecuada de cosechas, manteniendo un nivel adecuado de materia orgánica en el suelo y conservando su estructura Aplicación de materia orgánica cuando el suelo lo requiera Destrucción de la compactación por el subsolador. DISMINUCION DE LA FERTILIDAD DEL SUELO. Este proceso se manifiesta desde que el hombre comienza a utilizar los suelos en la agricultura; entonces cuando surge cualquier proceso de degradación en los suelos, se afecta grandemente su fertilidad, pasando el suelo a tener una capacidad agroproductiva menor. Se puede decir que la forma más típica de disminución de la fertilidad de los suelos es por las pérdidas por erosión. según segalen (1970) las pérdidas de 120 t/ha de suelo, registradas en Costa de Marfil, en pendiente de 12% dan lugar a pérdidas de : 440 kg de carbono orgánico 53 kg de nitrógeno 23 kg de p2o5 71 kg de cao 23 kg de mgo 35 kg de k2o 103 kg de na2o Que a su vez representa en fertilizantes o enmiendas : 3,6 t de estiércol 24 kg de dolomita 250 kg de S04(NH)2 130 kg de Superfosfato a 18% Las medidas de conservación de suelo atenuan estas pérdidas como fue planteado anteriormente en el ejemplo de Cuba (tabla 5). Uno de los grandes problemas en los trópicos hoy día es la pérdida de la materia orgánica en los ecosistemas; tanto por los problemas de emisión de c en forma de CO2 a la Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 103 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo atmósfera, como por las pérdidas en el suelo, que influye no solo en el contenido de nutrientes, sino también en la degradación de la estructura del suelo, que favorece el surgimiento de la erosión y la compactación y perjudica además el régimen hídrico y aéreo del suelo. Para las condiciones de Cuba se viene trabajando en el problema del carbono de los ecosistemas y de la materia orgánica del suelo. Recientemente se presentaron algunos trabajos al respecto; sobre el cambio del contenido en materia orgánica de los suelos de cuba por los cambios globales (Hernández y Morales, 1999), sobre las reservas de materia orgánica en los suelos de Cuba (Ponce de León, 2005) y del contenido de C en los ecosistemas de la Sierra del Rosario (Suárez, 1999). Algunos resultados sobre el cambio de las reservas de C en diferentes tipos de suelos y la cobertura vegetal actual, se presenta en la Tabla 9 (Hernández y Morales, 1990); por la cual se observa una relación estrecha entre el tipo actual de utilización del suelo y las reservas de este elemento. No obstante, para poder establecer una dinámica de la evolución del C en el suelo es necesario conocer la historia antropogénica que ha tenido el terreno. A medida que ha sido mas intensamente utilizado, menos contenido en materia orgánica y nutrientes tendrá la capa arable del suelo y por tanto se hace necesario adicionar materia orgánica en forma de abonos verdes, compost, humus de lombriz, etc. Finalmente, debemos señalar que la mayoría de las veces los procesos de degradación se conjugan. por ejemplo, la erosión y disminución de la fertilidad del suelo ocurren al mismo tiempo, pudiendo estar presente a veces la acidificación y la compactación; el empantanmiento y la salinización secundaria han ocurrido al mismo tiempo en las llanuras orientales de cuba. de esta forma, estos procesos conllevan a la disminución de la fertilidad del suelo y de su capacidad agroproductiva, pudiendo pasar de un grupo agroproductivo Clase 1 a Clase 3 ó 4. El actor directo de estos problemas es el hombre, ya sea por su afán productivo o por cubrir sus necesidades. Cada día se impone más la explotación racional de este recurso que es el suelo, en forma sostenible, para preservarlo en las condiciones actuales, y para las futuras generaciones. 4. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Alfonso Linares, C.A., Calero, B., Somoza, V., y otros (1997): Cultivo intensivo y degradación de los suelos Ferralíticos Rojos del Sur de La Habana. Resúmenes IV Congreso Soc. Cubana Cien. Suelo, Matanzas, p.8. Bruijnzel, L. A. (1991): Impactos hidrológicos de la conversión de bosques tropicales. La Naturaleza y sus Recursos. UNESCO, 27(2):36-47 Cerri, C.C., Bernoux, M. y Graeme, J.B. (1996): Reservas y flujo del carbono en sistemas naturales y agrícolas del Brasil y las implicaciones para el balance global de CO2. Revista TERRA,14(1):1-12. 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En México, a partir del año 1990, el Instituto de Investigaciones de la Caña de Azúcar de Cuba (INICA) comenzó a desarrollar una serie de estudios sobre la cartografía de suelos y sus factores limitantes para el cultivo de la caña de azúcar, en el área cañera de diferentes centrales azucareros; confeccionando un software que inicialmente se llamó FACTLIM y actualmente, más perfeccionado se llama ESMICA (Estudio para el Manejo Integral de la Caña de Azúcar). En la mayoría de los casos, los diferentes autores se refieren a factores o propiedades de los suelos que inciden en su productividad y en el rendimiento potencial del suelo para uno u otro cultivo. No obstante en algunos casos se incluyen propiedades o factores que no son intrínsecas al suelo (por ejemplo las precipitaciones) y además algunas de ellas son resultado de la formación del suelo (por ejemplo, la acidez, la salinidad) y en muchos casos se presentan como procesos degradantes por la influencia del hombre. Los factores limitantes agroproductivos son aquellas propiedades y características del medio o entorno geográfico que en un momento determinado influyen en el desarrollo de los cultivos. Estos factores pueden ser diversos y deben agruparse en: Factores limitantes que se relacionan con el medio o entorno geográfico. Factores limitantes que resultan características edafológicas naturales. Factores limitantes que son procesos de degradación del suelo por influencia antropogénica. 2. FACTORES LIMITANTES QUE SE RELACIONAN CON EL MEDIO O ENTORNO GEOGRÁFICO. Los factores limitantes agroproductivos que deben considerarse en relación con el medio geográfico son: El clima, relieve, la vegetación, el material de origen y las características del suelo. El clima actúa principalmente a través de la temperatura, las precipitaciones y la radiación solar. Para Cuba, la clasificación más detallada del clima fue presentada por Díaz (1989); sin embargo desde el punto de vista edafológico, Hernández et al (1985, 1990) plantean 3 fajas de distribución de suelos en las provincias orientales, teniendo en cuenta las Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 108 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo propiedades de los suelos y el coeficiente hidrotérmico como exponente climático. Mesa (1984) utiliza la cantidad de precipitaciones anuales como factor limitante en la caña de azúcar, estableciendo una escala de grados según la cantidad de lluvia anual y el rendimiento de la caña de azúcar. Posteriormente (Mesa, 1993), trabajando en la selva peruana, no toma en cuenta solamente la cantidad de lluvia anual, sino la cantidad de lluvia efectiva, cada 10 días del mes aplicando el método inductivo para determinar el rendimiento potencial de la caña de azúcar en esa región. Realmente para las condiciones tropicales de Cuba o de cualquier otro país tropical, el clima como factor para el desarrollo de los cultivos, debe considerarse en relación con 3 elementos principales: Cantidad anual de precipitaciones y su relación con las temperaturas, que permite clasificarlo en tropical húmedo, tropical subhúmedo y tropical subhúmedo relativamente seco; según lo planteado por Hernández et al (1985, 1990) sobre la base del coeficiente hidrotérmico. Cantidades de precipitaciones efectivas en el mes, que da la posibilidad de determinar la frecuencia de los períodos de escasez de humedad dentro de cada mes (incluso en la temporada lluviosa) y por tanto su posible influencia en el cultivo. La radiación solar recibida, que resulta muy importante para las regiones que tienen diferencias marcadas en la nubosidad como son las regiones montañosas, en las que la radiación solar varía según la altura y la exposición. El relieve como bien planteó Neustruev (1932) es un elemento importantísimo en la redistribución de la humedad y del calor; lo que influye en la productividad agrícola de una región determinada. Según Hernández et al (1997) se debe considerar tanto las formas del relieve, macro-meso y microrrelieve; conjuntamente con las combinaciones de suelos relacionadas con ellas. Además el grado de pendiente del relieve es un factor fundamental en la productividad y manejo de los suelos. La vegetación es otro factor no menos importante. La vegetación natural de una región determinada actúa como amortiguador de la acción de las lluvias, protegiendo al suelo contra la erosión y también como regulador en la redistribución de las aguas de lluvia, al mismo tiempo, en dependencia del tipo de vegetación, será el ciclo biológico de las sustancias del suelo y por tanto el estado del contenido de nutrientes en él. Un ejemplo de esto último se brinda en los datos obtenidos por Rodin y Vasilievich, 1965; citado por Hernández y Durán, 1983. Estos resultados muestran que la acumulación máxima de materia orgánica se presenta en las comunidades forestales (particularmente las tropicales y subtropicales), estando en segundo lugar las estepas y sabanas y el crecimiento menor de biomasa ocurre en las tundras árticas y en las comunidades desérticas. El material de origen influye por su consistencia, composición químico-mineralógica y naturaleza. En suelos poco a medianamente profundos no es lo mismo la influencia de rocas duras y compactas que las rocas friables. En suelos relativamente jóvenes, Pardos (Cambisoles éutricos) y Fersialíticos (Cambisoles ferrálicos, Cambisoles crómicos), la Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 109 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo influencia de la composición químico-mineralógica de las rocas madres es considerable; por ejemplo sobre granitoide el suelo es arenoso, rico en cuarzo y feldespastos; mientras que sobre serpentinita el complejo de intercambio es rico en magnesio y la relación Ca/Mg es muy baja, resultando desfavorable para los cultivos; de la misma forma, sobre marga, el contenido en carbonato de calcio puede ser alto. 3. FACTORES LIMITANTES EDAFOLÓGICAS NATURALES QUE RESULTAN CARACTERÍSTICAS Las características edafológicas naturales son aquellas que presentan los suelos como resultado de su formación en condiciones naturales; dentro de ellas las que pueden limitar la producción agrícola son: - Profundidad del suelo Profundidad efectiva Textura Estructura Valor de T Relación Ca/Mg Acidez Toxicidad por aluminio cambiable Drenaje Gleyzación Estado compacto plástico de los suelos (eslitización) Contenido de materia orgánica Retención de fosfatos Empobrecimiento Presencia de nódulos ferruginosos (perdigones o concreciones) Presencia de corazas ferruginosas (horizonte petroférrico) Presencia de corazas infértiles Pedregosidad, gravillosidad y rocosidad Salinidad Sodicidad Profundidad del suelo: Es la suma de la profundidad de los horizontes A + B, coincidiendo con lo que Guerasimov y Glazovskaya (1960) denominaron como capa biológicamente activa o suelo, separándolo de la corteza de intemperismo o capa biológicamente inactiva. Profundidad efectiva: Es el espesor del suelo que mantiene una consistencia friable que permite el desarrollo y penetración de las raíces de las plantas; puede coincidir o no con la profundidad del suelo; a veces puede ser menor (como es el caso de los suelos con horizonte Bt argílico o que tengan un horizonte petroférrico o una coraza infértil de carbonato de calcio secundario, o un tepetate); también puede ser más profunda cuando el horizonte C sea friable o que el suelo esté formado de sedimentos friables como ocurre en Fluvisoles y Arenosoles. Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 110 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo Textura: La composición mecánica influye también en la productividad del suelo. Los suelos de textura arenosa y loam arenosa generalmente son más pobres y su fertilidad está limitada. Además tienen poca capacidad de retención de la humedad, poca capacidad de agua disponible, lo que conlleva a la desecación rápida del suelo, posibilitando la erosión hídrica y eólica. También tienen baja capacidad de retención de nutrientes. Por el contrario los suelos de textura arcillosa tienden a ser más fértiles y con mayor capacidad de retención de humedad. Sin embargo en estos suelos arcillosos, es muy importante el tipo de mineral arcilloso predominante. Cuando el relieve es llano y los suelos son arcillosos, montmorilloníticos el drenaje es malo y en época de lluvia puede ocurrir el exceso de humedad en el suelo, sobre todo en época de lluvia. La composición mecánica influye también en la erosión del suelo, mediante la disminución o el aumento de la capacidad de almacenamiento del agua y la capacidad de infiltración del suelo. Las partículas arcillosas se desprenden con más dificultad de los agregados que las arenosas, pero en cambio son más fáciles de transportar por la corriente de agua (Shepashenko et al., 1984). Para muchos agricultores la textura ideal del suelo es franco arcillosa. Estructura: Con la estructura hay que tener en cuenta el tipo, tamaño y estabilidad de los agregados estructurales. Shishov (1975), en experimentos especiales mostró que para la caña de azúcar, de fases jóvenes (hasta 1 mes), la estructura mas propicia de los agregados es de 1-2 y 2-3 mm y para la caña de 4 meses es de 2-3 y 3-5 mm; comprobando el efecto de la mejora de los agregados en suelos Ferralíticos (Ferralsoles) por el abonamiento con abonos orgánicos-cachaza y bagazo. Según Shepashenko et al (1984), un suelo con estructura estable en agua, es capaz de resistir incluso los aguaceros tropicales intensos. En la medida que se destruyen los agregados del suelo por las gotas de lluvia, sus partículas, junto con el agua, penetran en los espacios interagregados y los llenan; la capacidad de filtración del suelo comenzará a disminuir y por último, cuando la rapidez de absorción del agua se haga menor que la intensidad de las precipitaciones caídas, comenzará la escorrentía. En los suelos Pardos (Cambisoles) se ha comprobado que la estabilidad de los agregados en agua no es grande, por lo que el suelo tiende a disminuir su capacidad de infiltración, favoreciendo la escorrentía superficial. Como estos suelos tienen relieve ondulado-alomado y aún se presentan en relieve montañoso, son muy susceptibles a la erosión, sobre todo cuando no tienen una buena cobertura vegetal (Hernández 1978). El tipo de estructura ideal en el suelo es la nuciforme-granular, que caracteriza el horizonte principal mullido (epipedón mólico). Con este tipo de estructura se acompaña un contenido alto de materia orgánica, adecuada actividad biológica del suelo, régimen hidro-aéreo óptimo y sobre todo no ofrece una resistencia fuerte a las labores agrícolas. Cuando en un suelo se tiene este tipo de estructura, deben practicarse medidas de manejo para su conservación. Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 111 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo Valor de T: Se denomina también Capacidad de Intercambio catiónico (CIC) y es la propiedad que tienen los suelos de intercambiar cationes con la solución. Este valor está en dependencia de los coloides del suelo, tanto inorgánicos (arcillas) como los orgánicos; por esto depende del contenido en arcilla, tipo de minerales arcillosos presentes y contenido de materia orgánica. Muchas veces se considera que un suelo es fértil por la cantidad de nutrientes que tiene, y si no es menos cierto esto, también resulta importante tener en cuenta la reserva de estos nutrientes lo que depende de la capacidad de intercambio catiónico que tiene el suelo. Por esto se puede afirmar que la fertilidad del suelo está relacionada estrechamente con el valor de T. Según Miller (1964), los estudios han indicado que no es la cantidad de nutrientes que existen en solución en un suelo en un momento dado lo que indica su productividad, sino más bien la capacidad del suelo para renovar las existencias una vez que han sido utilizados los nutrientes en solución. Se puede considerar que un suelo tiene baja productividad cuando el valor T es bajo, pero también si este valor es muy alto, puede disminuir la productividad, sobre todo cuando hay precipitaciones excesivas o en períodos largos de sequía. Se estima que el valor T más adecuado para un suelo está entre 25-40 cmol (+).kg-1 en el suelo. Relación Ca/Mg: Este es un índice que se emplea para la evaluación de los suelos cubanos. Según Mesa et al (1992), los estudios realizados en nuestro país muestran que los suelos con una relación Ca/Mg entre 4 y 10 presentan los rendimientos cañeros más altas, si esto está acompañado de un porcentaje de saturación por bases mayor de 70%. Por su parte Rivera (1998, comunicación personal), estima que una relación Ca/Mg de 2-6 en el suelo, es la más adecuada para el cultivo del café. Una relación Ca/Mg <2 ó 10 en el suelo puede ser desfavorable debido a: 1. En caso de relación 2 indican un alto contenido de Mg, lo que inhibe la asimilación del calcio y del potasio. 2. Cuando la relación es 10, indica que hay alto contenido en calcio cambiable, debido a la presencia de carbonato de calcio, que puede ser negativo para el cultivo del café. En nuestra zona de estudio problemas del primer caso puede presentarse en suelos Pardos y Fersialíticos (Cambisoles) de género ferromagnesial, formados de roca ultrabásica (serpentinita), mientras que del segundo caso lo tienen estos mismos suelos, de género carbonatado o medianamente lavado, formados de rocas calizas. Acidez del Suelo. En muchos suelos tropicales la acidez del suelo está ligada al proceso de intemperismo y en la mayoría de los casos al proceso de alitización. También puede estar relacionada con el Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 112 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo proceso de gleyzación, ya que el hierro libre en condiciones reductoras provoca condiciones de acidez (Hernández et al, 1980). Según Floria Bertsch (1995) un suelo llega a ser ácido porque en él han ocurrido dos fenómenos simultáneos. Pérdida de bases y producción de iones ácidos. La pérdida de bases se produce por: inclemencia constante del clima tropical, con pérdida de Ca y Mg y su sustitución por iones H en el complejo de intercambio; por extracción de cationes básicos por el cultivo intensivo. La producción de iones ácidos ocurre por: Fuentes permanentes; es el caso de generar iones ácidos al medio, como son las exudaciones radicales, la mineralización de la materia orgánica y la solubilización de fertilizantes nitrogenadas. Fuentes progresivas; como es el caso extremo del intemperismo, la liberación de Al. La acción conjunta de todos estos factores acentuada con el paso del tiempo, es lo que conduce al fenómeno de acidificación progresiva de los suelos. El grado de acidez del suelo se mide por el valor del pH, siendo importante, ya que en dependencia del mismo será la asimilación de nutrientes, el desarrollo de la microflora y la generación de iones que pueden resultar tóxicas para las plantas, como es el Al. Morejón et al (1994) realizaron un inventario de las regiones de suelos ácidos de Cuba, cuyos resultados se presentan en la Tabla 1. Tabla 1. Areas ácidas en ha, por regiones de Cuba y por rangos de pH KCl (tomado de Morejón et al, 1994). Areas con acidez permanente (pH KCl) REGIÓN Occidental Central Oriental Nación 4,0 4,1-4,5 4,6-5,0 5,1-5,5 276 042,58 153 005,24 31 854,90 323 202,72 217 717,83 133 579,64 363 010,32 387 607,79 168 266,31 425 842,96 91 806,56 685 915,83 133 516,84 559 483,61 202 095,90 895 096,45 Total 795 543,66 1134 211,45 362 067,68 2291 822,79 Contenido de Al cambiable: Durante el proceso de ferralitización que se manifiesta en las regiones tropicales, puede comenzar a acumularse en el suelo cierta cantidad de aluminio cambiable, que a su vez aumenta la acidez, llegando a producirse la etapa de formación conocida como proceso de alitización, explicado anteriormente. Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 113 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo Cuando la cantidad de Al en la solución del suelo alcanza concentraciones superiores a 1 cmol(+)kg-1, está comprobado que va a tener implicaciones directas sobre el crecimiento de las plantas, por intoxicación (Flora Bertsch, 1995). El efecto primario de la toxicidad de Al consiste en un daño directo sobre el sistema radical. El desarrollo se restringe, las raíces se vuelven más gruesas y presentan puntos muertos. Al atacar el Al un punto tan vital en la nutrición vegetal, son comprensibles sus consecuencias tan severas sobre el crecimiento. También el Al tiende a acumularse en las raíces, impidiendo la absorción y el traslado del Ca y el P a la parte aérea. De aquí, que la toxicidad alumínica puede producir o acentuar deficiencias de Ca y P. Según Floria Bertsch (1995), los cultivos toleran en forma diferente a la saturación por aluminio, como se expone en la tabla 2. En la región de Pucallpa, en la Amazoría peruana (Hernández, 1993) pudo observar suelos con 80-90 % de saturación por aluminio cambiable, en los cuales el sistema radical de la caña de azúcar se veía afectado con puntos negros carbonizados por el efecto tóxico del aluminio cambiable. Tabla 2. Tolerancia a la saturación por aluminio de los diferentes cultivos (Floria Bertsch, 1995) Cultivo Gramíneas Arroz Maíz Maíz Sorgo Trigo Leguminosas Soya Soya Frijol Negro Frijol Blanco Caupí Gandul Otros Hortalizas Camote Papa Yuca Frutas Banano Marañón Mango % Sat. por Al Tolerado Alto Medio Bajo X X 40 30 15 10 X 10 X X 60 20 20 30 75 X X X Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 114 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo Cítricos Piña Forestales Eucalipto Pino Otros Pimiento Cacao Caña de azúcar Café X X X X X X 20-30 40 En los últimos años en diferentes sistemas de clasificación de suelos se observa una tendencia fuerte a clasificar los suelos Alíticos; lo cual según Hernández et al (1998) representa una ventaja ya que estos suelos tienen las siguientes limitaciones. En condiciones muy ácidas (pH CK 4,0) la mayoría de los cultivos tienen problemas para la asimilación de los nutrientes. El Al cambiable en cantidades altas (2-3 cmol (+)kg-1 en suelo) resulta tóxico para muchos cultivos. En presencia del Al cambiable, se crea una alta capacidad de fijación del P asimilable del suelo Cuando la reacción del suelo es muy ácida, se inhibe el desarrollo de las bacterias y actinomicetos, disminuyendo la actividad biológica del suelo, lo que favorece el desarrollo de los hongos, en estas condiciones el humus que se forma es más rico en ácido fúlvico, resultando una materia orgánica de baja calidad. La cantidad de aluminio cambiable que puede resultar tóxica para los cultivos es variable. Ella se mide en % de saturación por aluminio cambiable; y se puede decir que para la mayoría de los cultivos son sensibles a la acumulación de más del 50 % de saturación por aluminio en el suelo, valor este que resulta el límite inferior para diagnosticar y clasificar el suelo como Alítico. Drenaje. El drenaje es una propiedad que depende del entorno y del suelo. En dependencia del entorno, en el drenaje influye principalmente el relieve, la cantidad y frecuencia de las lluvias, el tipo de vegetación, así como el tipo de roca madre. En lugares bajos, de superficies cóncavas o en llanuras se redistribuyen las aguas hacia las partes inferiores del relieve. El drenaje es peor en aquellos lugares bajos donde llueve mas, por ejemplo 1600 mm al año, que donde llueve menos (1000-1200 mm anual). De la misma forma, las regiones bajo bosques, la lluvia se redistribuye paulatinamente, después que su caída es amortiguada por los árboles. Además debe considerarse que las rocas friables, margas, sedimentos, etc., posibilitan un drenaje mejor que las rocas duras y compactas. Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 115 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo En dependencia de las características intrínsecas del suelo, en el drenaje influyen: contenido y tipo de arcillas, espesor del horizonte arcilloso, presencia de capas compactadas, de horizonte Bt argílico, de horizonte nátrico o del horizonte petroférrico. También debe considerarse la presencia de gravas, rocas y piedras que favorecen el drenaje interno del suelo. En suelos arcillosos, con arcillas del tipo 2:1 (grupo de las esmectitas), la capacidad de infiltración del suelo es muy baja; lo que sucede en Vertisoles, Gleysoles y Fluvisoles arcillosos y suelos Pardos. El espesor arcilloso también es un factor importante a tener en cuenta en el drenaje interno de los suelos a medida que es mayor, el drenaje interno es peor, sin embargo, en suelos poco profundos formados de rocas duras e impermeables, el agua que se infiltra satura en forma relativamente rápida el almacén de agua y si el relieve es llano, el drenaje es malo, pero si el relieve es ondulado, alomado o montañoso, entonces se favorece la escorrentía superficial provocando el empobrecimiento del suelo (en condiciones naturales) o la erosión (en condiciones antropogénicas). El drenaje interno de los suelos también está relacionado con la presencia de gravas y piedras dentro del espesor del suelo. Por lo regular, a medida que el suelo es más gravilloso o pedregozo, es mejor el drenaje interno. Hernández et al (1982), estudiaron los suelos con drenaje deficiente en Cuba, presentando sus características morfológicas, propiedades físicas e hidrofísicas y su distribución. Por estos resultados se conoce que estas regiones con drenaje deficiente en nuestro país ocupan aproximadamente 40 000 km2 (37 % del territorio nacional), de los cuales 21 600 km2 están ocupados por suelos con hidromorfía superficial y 19342 km2 con suelos de formación hidromórfica (10 388 km2 hidromórficos minerales y 8954 km2 pantanosos). Gleyzación La gleyzación se manifiesta morfológicamente en el suelo como resultado de la formación hidromórfica en regiones con drenaje deficiente, realmente constituye un proceso elemental de formación de suelo, descrito por Guerasimov y Glazovskaya (1965). Este proceso da lugar a una capa o espesor con manchas grises, azulosas, verdosas, a veces mezcladas con rojo amartillento, que puede estar en la parte superior del perfil (exogley), en la parte media (mesogley), en la parte inferior (endogley) o en todo el perfil del suelo (gley). La gleyzación crea condiciones de anaerobiosis en el suelo. Las diferencias en los ritmos de desarrollo de la anaerobiosis y la magnitud de la aparición de los procesos reductores, dependen de la composición, estructura y constitución de los suelos; distribución de los residuos vegetales, bioquímica de su transformación, dinámica e irregularidad de la composición anual del aire del suelo y humedad de la masa heterogénea del perfil (Shishov et al; 1973). La intensidad del efecto limitante desde el punto de vista agroproductivo de la gleyzación, Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 116 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo depende de las características del cultivo, profundidad de aparición de la capa gleyzada y de la intensidad del proceso. Esta intensidad se determina mediante el estudio del potencial de oxidación-reducción del suelo y su influencia en los cultivos. El potencial redox afecta el estatus nitrogenado de los suelos, la disponibilidad de P y Si, las concentraciones de hierro, manganeso y sulfatos y la génesis de ácidos orgánicos y SH2 (Mesa et al., 1992). Diferentes resultados sobre el potencial redox en algunos suelos de Cuba y su influencia en la caña de azúcar y en el arroz han sido obtenidos por Shishov, 1975; Roldós, 1986 y Navarro, 1988. Estado compacto-plástico de los suelos Estas propiedades se manifiestan como resultado del proceso de eslitización y es común en suelos Pardos y en Vertisoles ricos en arcillas del tipo 2:1. En Cuba la manifestación de la eslitización ocurre principalmente en las llanuras cuaternarias donde se distribuyen Vertisoles, Fluvisoles arcillosos y Gleysoles arcillosos; y en las regiones onduladas donde se distribuyen los suelos Pardos Sialíticos. Es raro encontrar índices de eslitización en las regiones montañosas del país. La eslitización consiste de un sedimento arcilloso-loam arcilloso, rico en minerales del tipo 2:1, que debido a la alternancia de sequía y humedad, se crean fenómenos de agrietamientocompactación y de dilatación-plasticidad del suelo. Cuando el suelo se agrieta y compacta llega a alcanzar una densidad aparente igual o mayor de 1,3-1,4 g/cm3, que restringe el desarrollo adecuado de las raíces de las plantas, mientras que en estado húmedo se dilata y se vuelve plástico, restringiendo el régimen aéreo, ocasionando a veces el proceso de gleyzación. Contenido de materia orgánica En general se considera que los suelos son más fértiles a medida que el contenido en materia orgánica es mayor. El contenido en materia orgánica se relaciona estrechamente también con el tipo y estabilidad de la estructura del suelo; por lo que influye no solamente en el contenido en nutrientes sino además en el régimen hídrico y de aeración y en su actividad biológica. En condiciones naturales el contenido de materia orgánica es alto y depende del tipo de vegetación natural y de las características del suelo como la acidez, alitización y la textura. Uno de los problemas graves que tienen los suelos de las regiones tropicales es el alto grado de mineralización de la materia orgánica, sobre todo cuando se pone en explotación agrícola. Según el cultivo que se implante, del clima y el manejo agrícola será el contenido en materia orgánica del suelo. En la Tabla 3 se presentan los datos del contenido en materia orgánica de distintos suelos, según la vegetación y el clima por las condiciones de Cuba (tomado de Morales et al., 2004). Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 117 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo Tabla 3 .Contenido de las reservas de MOS según suelos: cultivo para las condiciones de Cuba (Morales et al., 2004) Tipos de Suelos Vegetción Ferrítico Rojo Oscuro Bosque secundario 1800 metros altura 1800 mm lluvia Bosque tropical húmedo 1000 metros altura 2000 mm lluvia Matorral secundario 600 m altura 1800 mm lluvia Llanuras (100 m) y 12001300 mm de lluvia Bosque Sabana secundaria Sabana secundaria Caña de 6 años Caña de 12 años Caña de 20 años Caña de 45 años Sabana secundaria 100 m altura 1200 mm lluvia cultivo anual 100 m altura 1400 mm lluvia Bosque Bosque Cultivado Cultivado 1800 m altura Bosque húmedo tropical 2000 mm 120 m altura Sabana secundaria 1400 mm lluvia 100 m altura cultivado 1400 mm lluvia 80 m altura 1000 mm lluvia Sabana secundaria Caña de azúcar Cultivos varios Ferralítico Rojo Amarillento Lixiviado Ferralítico Rojo Lixiviado Ferralítico Rojo Fersialítico Pardo Rojizo Húmico Carbonático Pardo 0-20 cm 0-50 cm 0-100 cm 114 162 243 134 230 - 68 122 152 122 78 82 83 81 76 68 191 123 145 136 135 117 108 142 168 - 84 101 61 171 148 117 - 171 151 85 74 341 266 132 142 - 130 227 - 112 194 - 74 128 - 105 160 - 87 69 159 113 - Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 118 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo Retención de fosfatos Para muchos especialistas, después del agua y del nitrógeno, en las regiones tropicales, el elemento nutritivo que mas limita el desarrollo de los cultivos, es el fósforo, presentándose por lo general en suelos muy intemperizados, donde se acumulan el Fe y Al. Los suelos tropicales muy evolucionados, Ferríticos, Alíticos y Ferralíticos tienen una buena cantidad de Fe y Al, ligados a los minerales arcillosos que resultan estables hasta valores bajos de pH. Cuando el pH del suelo llega a valores menores de 5,3 el Fe y Al son liberados a la solución del suelo y reaccionan rápidamente con el P para formar compuestos insolubles que se precipitan incrementando de esta manera el proceso total de fijación. Presencia de nódulos ferruginosos: Estas son formaciones propias de las regiones tropicales, también llamadas perdigones o concreciones ferruginosas. Tales nódulos disminuyen la fertilidad del suelo; por una parte a medida que el concrecionamiento es mayor, en un volumen determinado de suelo, la porción de tierra fina 2 mm es menor, por lo que el valor T y el contenido de nutrientes resulta menor en comparación con igual volumen de suelo sin concreciones. También dentro de estos nódulos está presente una cantidad de nutrientes) sobre todo P, K, Ca y Mg) que no resultan asimilables para las plantas. Bennett y Allison en 1928 y Hernández et al, 1983 destacan el contenido mas bajo en fósforo en el suelo que dentro de los nódulos ferruginosos, en suelos de textura arenosa. Según Shishov (1975), el papel negativo de las concreciones ferruginosas comienza con un contenido de 10 %, demostrando que cuando existe 20 % de estas formaciones en el suelo, la producción de la caña de azúcar se disminuye en 17 %, con 60 % en 23 % y con 80 % disminuye 2,2 veces. Subroca (1980) señala que los suelos con más del 40 % de concreciones ferruginosas no son aptos para el cultivo de la caña de azúcar. Presencia de corazas ferruginosas (horizonte petroférrico). Estas corazas o bloques de laterita están asociados a los procesos hidromórficos y cuando se presentan, están acompañados de la gleyzación y de formación de nódulos ferruginosos. En Cuba Bennett y Allison (1928) destacaron la formación de estos bloques y los llamaron mocarreros, señalando que resulta una característica desfavorable para los cultivos. Los pedólogos y edafólogos cubanos siempre han señalado la presencia de estos bloques como un factor limitante muy serio en el suelo. Margulis y Simeón (1976) plantean que cuando en el subsuelo aparece una capa cementada por el hierro, o por rocas duras y compactas a poca profundidad, la penetración de las raíces Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 119 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo de las plantas resulta imposible. Hernández (1983) demostró el efecto negativo de los bloques lateríticos (corazas ferruginosas) en el cultivo de la caña de azúcar. Además, estas formaciones están asociadas a los fenómenos de hidromorfía, generalmente en relieve estable y muchas veces acompañado por la presencia de un contenido alto en nódulos ferruginosos por encima de ella, dentro del perfil del suelo. Presencia de corazas infértiles. Se denominan corazas infértiles la formación de capas endurecidas en forma de capas enlosadas de CaCO3, intrasuelo, como resultado de un clima árido y que en las condiciones de Cuba se han diagnosticado en el Ciénaga de Zapata y en la llanura costera GuantánamoMaisí (Torres y Ortega, 1982). En ambos casos dichas corazas se diagnostican como relictos que fueron formados en un clima árido durante la última glaciación del Wisconsín y se presentan actualmente fragmentadas como resultado del proceso de intemperismo. Estas corazas representan un impedimento para el desarrollo adecuado del sistema radical de las plantas. Pedregosidad, rocosidad y gravillosidad. Estos materiales suelen presentarse en los suelos, ya sea por transporte, afloramiento o residual. En todos los casos constituyen limitaciones agroproductivas diferentes. En primer lugar la pedregosidad puede analizarse por el área que cubren las piedras en la superficie del terreno (constituyendo una limitación desde el punto de vista mecánico para la preparación del terreno y además cubriendo un área que no deja crecer las plantas; así como puede presentarse dentro del perfil en uno o más horizontes constituyendo un impedimento mecánico para el desarrollo de las raíces y disminuyendo la fertilidad del suelo en volumen de tierra fina. La rocosidad peor aún, ya que el afloramiento de rocas en superficie dificulta grandemente la mecanización agrícola, además que disminuye el área de suelo a cultivar por unidad de superficie, según el área que cubre y finalmente, los terrenos con afloramientos rocosos, la profundidad efectiva es escasa. La gravillosidad, de estos tres factores es la menos grave, ya que por su tamaño las gravas ejercen una acción menos marcada. Sin embargo cuando las gravas están en forma de capas pueden disminuir la profundidad efectiva del suelo. Shishov (1975) estableció que los suelos que contengan más del 40 % de material pedregoso en la parte superior del perfil, no sirve para el cultivo de la caña de azúcar. El efecto negativo de la pedregosidad está dado por la cantidad de piedras y la geología del material. Salinidad y sodicidad. Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 120 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo Se supone que en condiciones tropicales húmedas y subhúmedas no se formen suelos salinos ni suelos sódicos. Sin embargo, debido al carácter insular de Cuba, con llanuras cuaternarias acumulativas y acumulativas denudativas, de origen marino y fluvio marino y también las condiciones paleoclimáticas que han existido durante el Cuaternario, encontramos suelos salinos, salinizados y sódicos. La presencia de estos suelos, generalmente es en llanuras con precipitaciones menores de 1200 mm en el año; por lo que su utilización agrícola en muchos casos ha sido con aplicación de riego sin las medidas de drenaje adecuadas, lo que ha conllevado en muchos casos a la salinización secundaria. El efecto negativo de las sales estará en dependencia de su cantidad y tipo de sales, profundidad que afecta en el perfil y tipo de cultivo. De todas formas cuando las raíces de los cultivos alcanzan la capa salinizada, ya con un contenido en sales de 0,15-0,20 % disminuye el rendimiento; llegándose en casos extremos (0,6-1 % de sales), que no crece ningún cultivo, formándose las llamadas “calvas salinas”. La sodicidad actúa de otra forma, por lo general el pH es mayor de 8,0 y el sodio cambiable actúa bloqueando la asimilación de nutrientes, sobre todo del calcio; y en el caso de que el magnesio acompañe el sodio, también se restringe la asimilación del potasio. Por lo general la limitación mayor que presentan los suelos sódicos es la presencia de un horizonte B muy arcilloso y compacto, con estructura columnar prismática, que es muy impermeable y restringe fuertemente la profundidad efectiva del suelo. Se supone que con un porcentaje de 15 % del sodio cambiable el suelo ya se considera como sódico. Muchos problemas de salinidad y sodicidad se encuentran en las regiones llanas de las provincias orientales. 4. FACTORES LIMITANTES DEBIDO A LA INFLUENCIA ANTROPOGÉNICA La degradación del suelo está relacionada con la actividad del hombre desde su surgimiento. El desarrollo histórico-social-político de los pueblos conjuntamente con las necesidades económicas conlleva al uso de la tierra para suplir las necesidades de alimentos. Estos problemas conjuntamente con el clima conllevan al surgimiento de procesos muchas veces irreversibles, que degradan la capacidad productiva de los suelos. En nuestro criterio estos procesos de degradación de los suelos constituyen factores limitantes que deben ser tenidos muy en cuenta para evaluar su capacidad agroproductiva; entre estos se enumeran: Sabanización Erosión Empantanamiento Salinización secundaria Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 121 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo Destrucción de la estructura y compactación Contaminación por residuales. Sabanización. Este proceso está descrito por Hernández et al (1999), y consiste en la transformación del bosque primario en sabanas secundarias, muy común para suelos sialíticos arcillosos (Pardos, Húmicos Carbonáticos, Vertisoles y Gleysoles vérticos) y arenosos (Arenosoles, Alíticos arenosos y Ferralíticos arenosos) del clima tropicales subhúmedo (en llanuras) de Cuba. Estos autores destacan como durante este proceso se pierde la acción beneficiosa del bosque en la regulación y amortiguación de las aguas de lluvia, en su aporte de materia orgánica y nutrientes y en el cambio del régimen hídrico y de temperatura del suelo. La sabanización además conlleva al cambio de la biodiversidad tanto de la macro como meso y microfauna; además transforma la morfología del perfil del suelo, desde el perfil característico que existió bajo bosque de tipo A0,-A11-A12-B-BC por el de ABC, bajo sabana. En resumen, el proceso de sabanización se considera como un proceso de degradación típico de las llanuras de Cuba que conlleva al cambio del régimen hídrico y térmico del suelo, cambio en su nivel de fertilidad y nutrientes y pérdida de su capacidad de retención de humedad; por lo que Hernández et al (1999) lo incluyen como parte del proceso de desertificación de las llanuras del clima tropical subhúmedo, muy típicamente manifiesto en nuestro país. Erosión La erosión es un proceso natural lento que se conoce también como denudación geológica natural. Sin embargo, el hombre ha acelerado su ritmo y se calcula que con el paso de los siglos ha destruido unas 2 000 millones de hectáreas de tierras. Existen pruebas bien manifiestas de que la destrucción de civilizaciones pasadas en el Mediterráneo y América Central se debió a la erosión del suelo causada por la tala de bosques en zonas escarpadas y otras prácticas destructivas. En Cuba un 40 % de los suelos presentan en la actualidad algún grado de erosión (Pérez et al; 1990), y si hablamos de erosión potencial, ese porcentaje se eleva a 52 % (Riverol, 1985), (Tabla 4 ) lo cual es alarmante para un país con gran presión demográfica, dado que el primer síntoma de la reacción en cadena desatada por la erosión es la disminución del rendimiento agrícola. Luego, a medida que el suelo se pierde y se forman cárcavas, la tierra se destina a otros usos hasta que la misma se vuelve improductiva y pierde su capacidad de carga demográfica incidiendo directamente en los procesos migratorios hacia las zonas urbanas. Para México se calcula que la erosión afecta el 80% del territorio (Oropesa, 1999) Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 122 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo Las regiones montañosas, en especial aquellos que se dedican al cultivo del café sufren el efecto de la erosión (Tabla 5). La práctica sencilla de implantar coberturas rastreras como la cucaracha, canutillo y otras, surten efectividad a los efectos de reducir los niveles de erosión en estas áreas donde se hace difícil la aplicación de otras medidas. Tabla 4. Erosión potencial y erosión actual en los suelos de Cuba (tomado de Riverol, 1985 y Pérez et al., 1990). Erosión Potencial Grado % Area 46,7 Sin erosión 17,2 Con erosión potencial débil 12,5 Con erosión potencial media 8,7 Con erosión potencial fuerte 14,9 Con erosión potencial muy fuerte Erosión Actual Grado % Area Sin erosión 62,4 Erosión débil 16,8 Erosión media 6,2 Erosión fuerte 7,4 Erosión muy fuerte 7,2 Tabla 5 Pérdidas por erosión en la zona montañosa del Escambray bajo el cultivo del café con diferentes tipos de cobertura rastrera. Precipitaciones erosivas Volumen No. (mm) 1 62 2 100 3 22 4 66 5 61 6 46 7 39 8 21 Total 417 Intensidad (mm/min) 0.18 0.26 0.48 0.75 0.77 0.62 0.12 0.08 - Pérdidas por erosión cobertura Natural Cucaracha Agua Suelo Agua Suelo (mm) (t/ha) (mm) (t/ha) 18 0.45 11 0.29 42 0.25 38 0.15 8 0.11 6 0.90 46 1.10 41 0.10 38 1.25 30 0.30 25 0.56 21 0.15 8 0.25 3 0.10 5 0.15 2 190 4.12 152 1.99 Canutillo Agua Suelo (mm) (t/ha) 9 0.28 38 0.13 2 0.90 36 0.10 25 0.16 21 0.15 3 0.09 2 136 1.81 Empantanamiento. La aplicación del riego es una de las medidas de mejoramiento que cuando se aplica con eficiencia puede elevar el rendimiento de los cultivos hasta 30-40 %. Generalmente esta medida se aplica en regiones con escasez de lluvia (clima árido, semiárido y tropical subhúmedo) y en terrenos llanos. En Cuba, con el Triunfo de la Revolución se desarrolló el Programa Hidráulico, intensificándose la aplicación del riego, buscando elevar el rendimiento de los cultivos, Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 123 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo sobre todo en caña de azúcar. Esta medida se llevó a cabo en muchas ocasiones en regiones llanas, relativamente secas, con suelos arcillosos, mal drenados y muchas veces acompañado por contenido de sales solubles de sodio intercambiable. Debido a que nuestro país tiene una extensión de suelos con drenaje deficiente, que según Hernández et al (1982) alcanza 40 000 km2 (4 x 106 ha), corroborado por el Instituto de Hidroeconomía (1985; tabla 6), la aplicación del riego debió ir acompañado por medidas adecuadas de drenaje. Esto en la mayoría de los casos no fue así, conllevando el empantanamiento de los suelos y en ocasiones a la salinización secundaria. El empantanamiento del suelo no es más que el sobrehumedecimiento que puede dar lugar a procesos de reducción, provocando anaerobiosis con la consabida disminución de la actividad microbiana, pudrición de raíces y tallos y reducción de la asimilación de nutrientes. Algunos resultados en este sentido se obtuvieron por Shishov (1975), el cual determinó que el exceso de humedad en Vertisoles, Fluvisoles y Gleysoles arcillosos puede limitarse como máximo 5 días, por cuanto después de este período la duración del desarrollo de la anaerobiosis conlleva a la reducción de las cosechas y en el caso de mantenerse de 5-10 días es muy riesgoso pues puede perderse la plantación completa. Investigaciones sobre el régimen hídrico en Vertisoles realizados por el Instituto de Suelos (1980) demuestran que cuando la humedad se mantiene entre el 80-100 % de la Capacidad de campo se obtienen rendimientos entre 60-70 t/ha, pero si se mantiene por encima del 100 %, el rendimiento es entre 30-35 t/ha. Este problema del empantanamiento, ocasionado en nuestros suelos por la aplicación intensa del riego sin medidas adecuadas de drenaje fue señalado por Margulis y Simeón (1975) planteando que cuando se aplica el riego deben conocerse las condiciones edafológicas y de mejoramiento de la región ya que además del empantanamiento se puede ocasionar además la salinización secundaria del suelo. Partiendo de estas premisas, Hernández et al (1984) prepararon las “Instrucciones Metodológicas para la aplicación del riego en regiones relativamente secas de Cuba”. Tabla 6. Áreas afectadas por drenaje deficiente en Cuba (Instituto de Hidroeconomía, 1985). Tipo de terreno 1. Areas con exceso de humedad periódica de estás: - Con períodos cortos de inundación - Con inundaciones frecuentes Area (en millones de ha). 3.0 1.1 1.9 2. Areas con exceso de humedad permanente de estás: - Inadecuados para la agricultura (ciénagas) - Con posibilidades para la agricultura 1.2 0.5 0.7 4.2 Total área afectada Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 124 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo Salinización secundaria El nuevo concepto sobre la salinidad (Flores et al, 1996), rompe con los criterios antiguos de que la salinidad es una característica que puede presentarse en los suelos de cualquier región del mundo. En el caso de las regiones tropicales está relacionado con el desarrollo histórico-social-económico de estas regiones y las variaciones climáticas que pueden en la mayoría de los casos llevar al surgimiento de la salinización secundaria. En el caso concreto de Cuba, tanto en la época colonial como en el capitalismo y aún en la etapa socialista, la sabanización secundaria se ha ido desarrollando; ya sea por el proceso de salinización, o por la aplicación del riego con agua de mala calidad o por la aplicación de riego en áreas de suelos con drenaje deficiente y con contenido variable de sales. El problema se intensificó en el período 1980-1985, tomándose medidas para combatirlo, pero en el período especial ha vuelto a surgir por lo que merece retomar de nuevo su atención. El contenido de sales en el suelo afecta el rendimiento de las cosechas, la mayoría de los cultivos comienzan a afectarse ya con contenidos entre 0,15-0,20 % de sales solubles totales. Numerosas investigaciones se han llevado a cabo, cuyas referencias aparecen recién publicadas por Flores et al, 1998. La cuantificación de esta problemática de la Salinización de los suelos cubanos se presenta en la tabla 7, llegándose a tener 1 x 106 ha de tierras afectadas por sales. Tabla 7. Áreas afectadas por acumulación de sales en Cuba (según Vázquez et al, 1985). Grado de salinidad (en % de SST) 0,2-0,4 0,41-0,6 0,61-0,8 0,8 TOTAL Area (1000 ha) 396,6 294,3 209,3 103,2 1 003,4 Destrucción de la estructura y compactación. La compactación es producida principalmente por el laboreo y uso continuado del suelo, debido a la ruptura de los agregados que constituyen la estructura del suelo, con efectos difícilmente reversibles. Influye en primer lugar el efecto mecánico de los implementos agrícolas, lo cual pudiera restablecerse más fácilmente si no ocurrieran las graves Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 125 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo reducciones de la materia orgánica durante las operaciones agrícolas. El humus constituye el componente principal en la conformación y estabilización de la estructura del suelo y su reposición es difícil y costosa. De las operaciones que se realizan para cultivar los suelos es sin duda, la labranza la causante inmediata de la compactación. La introducción de maquinarias y equipos cada vez más potentes y de mayor peso, resultan una paradoja y una gran contradicción entre el acondicionamiento necesario para el desarrollo del cultivo y la compactación que a su vez producen. Se labora el suelo para obtener una capa arable, esponjosa, friable y porosa, para facilitar la penetración de las raíces y la circulación del agua y el aire; sin embargo, en el logro de este objetivo por estas vías, se incrementa para próximas cosechas el nivel de compactación. La preparación de los suelos debe realizarse a la humedad de tempero, que coincide con la humedad de ruptura capilar y de máxima formación de agregados con valor agronómico. Este nivel de humedad donde predomina el agua débilmente retenida (nivel de tensión entre el 70-80 % de la capacidad de campo) coincide con la máxima susceptibilidad del suelo a la compactación. No obstante, si se trabaja el suelo en condiciones de menos humedad se producen efectos más nocivos aún. Cuando las labores de preparación se realizan en el suelo seco, se presentan serios inconvenientes. En presencia de contenidos de arcilla notables, tal como ocurre en la mayoría de los suelos del trópico, las tierras durante la aradura rompen en forma de bloques, los cuales requieren para su desmenuzamiento de un número considerable de labores, con las que solo se logran formar agregados compactos de poco valor agronómico, unido a gran cantidad de partículas individuales, que se manifiesta en forma de polvareda, las cuales ingresan de nuevo al suelo formando costras superficiales y nuevos bloques, aún más compactos. Por otra parte, la demanda energética de la fuerza de tracción aumenta bruscamente con el decrecimiento de los niveles de humedad como lo demuestran los resultados obtenidos por Delgado (1987). Estas grandes contradicciones entre el acondicionamiento de las tierras para la producción agrícola y el deterioro creciente de las mismas provocadas por la labranza, se reflejan en el empeoramiento de las propiedades físicas en particular y la fertilidad del suelo en general, lo que a su vez propicia la acción de los fenómenos degradantes antes mencionados. Para contrarrestar esta gran contradicción, resulta imprescindible recurrir a medidas de conservación y mejoramiento de los suelos, que incluye el desarrollo de tecnologías de labranza que tienden a detener la degradación física de los mismos. Contaminación por residuales (contaminación química). En este proceso se consideran todas las toxicidades o contaminantes que el hombre vierte en el suelo. Como resultado de la actividad industrial, muchas veces los residuales se trasladan por las corrientes de agua. En diversas industrias se van acumulando y poco a poco van contaminando las aguas y estas a su vez los suelos. En otras ocasiones el hombre Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 126 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo trata de utilizar los residuales como mejoradores de los suelos y en este caso debe probar su beneficio. Además de esto se tiene la creencia generalizada que el residual denominado “basura” puede aumentar el contenido de nutrientes en el suelo y hay ocasiones que se aplica indiscriminadamente, esta práctica es altamente peligrosa por cuanto en estas materias están presentes desechos que son venenosos para el hombre. Uno de los venenos industriales acarreados por el agua es el plomo. El plomo es un veneno acumulativo e incluso pequeñas concentraciones si están presentes constantemente en el agua potable, podrán conducir a enfermedades graves o a la muerte. Otros de los venenos son el arsénico, cobre, cadmio, plata y mercurio. En Cuba los residuales más comunes son los de la industria azucarera, del níquel y otros. De la industria azucarera el residual que más se utiliza es la cachaza, que se ha comprobado aporta materia orgánica y otros nutrientes. También se ha probado los mostos de destilería y los licores de la industria del níquel (Otero et al, 1986). En los momentos actuales todas las industrias con posibilidades de residuales contaminantes, deben tener previsto que no contaminarán el medio para obtener la licencia ambiental que exige el CITMA, como elemento fundamental para su funcionamiento. 5. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Bennett, H.H. y Allison, R. V. (1928): Los Suelos de Cuba. Comisión Nacional Cubana de la UNESCO, 1962. La Habana, Cuba, 380p. Delgado, R. 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Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 129 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo CAPÍTULO 7 CAMBIOS GLOBALES EN LOS SUELOS. UN NUEVO PARADIGMA EN LA AGRICULTURA Y LA EDAFOLOGÍA 1. INTRODUCCIÓN. Las actividades del hombre ha provocado cambios del medio ambiente de forma considerable. Por una parte, su influencia en el aumento de gases en la atmósfera (incremento del 50 % de la concentración de CO2 en los últimos 100 años y tendencias similares en otros gases como CH4, N2O, O3 y otros), ha intensificado la acción del llamado “efecto invernadero” que conlleva al calentamiento de la atmósfera, con un incremento de la temperatura 0.1 - 0.8 C por cada 10 años (Sombroek 1990). Por otra parte la realización de la llamada “ Revolución Verde” ó Revolución Científico – Técnica en la agricultura, dio lugar al surgimiento de procesos de degradación de los suelos, como fue demostrado por los resultados del Programa GLASOD (Oldeman et, al 1990). Además, este problema de la degradación de los suelos, conjuntamente con el crecimiento paulatino de la población, hace suponer que habrá un aumento de la demanda de alimentos entre los años 2000-2025 entre un 45-50%. Todos estos fenómenos se conciben como Cambios Globales en la interacción Geosfera – Atmósfera, los cuales a su vez impactan en el suelo con los llamados Cambios Globales en el suelo. Estos cambios pueden ser graduales, rápidos o aún catastróficos. Tales cambios afectan la capacidad de la tierra, a través de su influencia sobre la vegetación y tipos de uso, escorrentía, evaporación, calidad y nivel de las aguas freáticas, etc. Directo o indirectamente los Cambios Globales en los suelos (CGS) tienen un efecto sustancial sobre las condiciones climáticas globales, las que a su vez influyen en los suelos. 2. CONOCIMIENTO DEL COMPONENTE SUELO COMO PARTE DE LOS ECOSISTEMAS. Partiendo de las premisas anteriores, nosotros, podólogos, edafólogos, agrónomos, pecuarios, etc.; que perseguimos el objetivo de lograr una agricultura rentable y productiva Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 130 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo sin degradación del medio, es decir una agricultura sostenible, debemos preguntarnos: ¿ Conocemos bien el funcionamiento de los ecosistemas y su cambio a los agroecosistemas, de forma tal que podamos lograr una agricultura sostenible ante el reto dado por el uso intensivo de la tierra y la naturaleza cíclica del clima? En primer lugar, hay que considerar que el suelo es el componente más importante para el hombre en los ecosistemas y agroescosistemas, ya que a través de su manejo eficiente podemos lograr una agricultura sostenible. Entonces cabe preguntarse ¿Conocemos profundamente este componente, sus características en equilibrio con los ecosistemas y la variación de las mismas por los cambios a los agroecosistemas, sobre todo ante una agricultura intensiva?. Muchos de nosotros puede responder, el suelo es un cuerpo, natural e independiente, formado por la interacción de los factores de formación, diferenciado en capas u horizontes y que sirve de sostén para el desarrollo de las plantas; prácticamente la misma definición dada por Dokuchaev hace más de un siglo. Realmente hoy en día a la luz de los resultados alcanzados por la Pedología y otras ciencias, la definición del suelo es algo más complejo. Debe tenerse en cuenta lo siguiente. 1. El suelo durante su formación adquiere una serie de propiedades que se reflejan a través del perfil y otras características físicas – químicas – mineralógicas e hidrofísicas. Es decir resulta un bloque de memoria cuya interpretación nos permite reconstruir la historia de su formación. 2. El suelo con el cambio del ecosistema a los agroecosistemas transforma sus propiedades, Si la explotación de los agroecosistemas se realiza sin control, entonces surgen los procesos de degradación de los suelos. 3. Que los suelos son componentes del sistema geosfera-atmósfera y constituyen uno de los recursos naturales mas importantes para el desarrollo económico, que a corto y mediano plazo resulta un recurso no renovable. 3. EL SUELO COMO BLOQUE DE MEMORIA Según Targulián (1990), el suelo es un sistema estructural, complejo, polifuncional, abierto y polifásico dentro de la parte superficial de la litosfera. El suelo cubre la superficie terrestre como parte de un manto continuo llamado pedosfera. La pedosfera es la membrana de la tierra, a través de la cual se reproducen los intercambios de sustancias y energía con la hidrosfera, atmósfera y biosfera. Por tanto el suelo resulta a su vez el componente principal que regula tales intercambios, quedando registrados en sus propiedades. Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 131 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo Por tanto, el suelo es un bloque de memoria del sistema geosfera – biosfera. Cada cuerpo del suelo (tipo genético, subtipo, etc) es un registrador de las interacciones pasadas y presentes de la atmo – hidro - bio y litosfera. Estas interacciones conllevan a cambios en el suelo que pueden ser lentos o rápidos. Según Targulián y Solkolov (1976) y Targulián (1990), las características bióticas, gaseosas y líquidas del suelo reflejan los cambios del medio mucho más rápido que las características de la fase sólida. Sin embargo, estos últimos retienen un registro de los cambios del medio mucho más largo que los atributos gaseosos, líquidos y bióticos ( tabla 1; según Varallyay, 1990). Tabla 1. Tiempo de cambio de diferentes características del suelo (Varallyay 1990) Categorías de tiempo de cambio Parámetros del suelo y su tiempo característico - Peso volumétrico. - Porosidad total 1. Cambian en 1 mes - Contenido de humedad - Permeabilidad - Composición del aire del suelo - Contenido de nitratos - Capacidad total de agua - Capacidad de campo - Conductividad hidráulica 2. Cambian entre 1 mes y 1 - pH año - status de nutrientes - composición de la solución del suelo - Acidez del suelo - Capacidad de intercambio catiónico 3. Cambian entre 1 – 10 - Composición iónica de los años extractos 4. Cambian entre 10 – 100 años 5. Cambian entre 100 – 1 000 años Superficie específica Asociación de minerales arcillosos Contenido de materia orgánica Composición de minerales primarios Composición química de la parte mineral Propiedades y características - Compactación - Microbiota - Tipo de estructura del suelo Biota anual de las raíces Mesofauna Hojarasca Slickensides Propiedades flúvicas, gléyicas y stágnicas Biota de las raíces de los árboles Propiedades vérticas, sálicas, calcáreas y sódicas Raíces de los árboles Color (rojizo amarillento) Concreciones de hierro Profundidad de agrietamiento del suelo Caliza suave polvorienta Endurecimiento del subsuelo - Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 132 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo 6. Cambian en un tiempo mayor de 1 000 años - Textura Distribución del tamaño de las partículas Higroscopicidad máxima. Densidad de las partículas. Material de origen Profundidad Cambio textural abrupto Estos registros de los cambios del medio ambiente pueden ser por años, décadas y aún por siglos, conllevando en los diferentes ecosistemas a etapas de evolución y desarrollo de los suelos, que resultan los llamados procesos edafogenéticos o procesos de formación de los suelos. Cada proceso se manifiesta en las propiedades morfológicas del perfil, las cuales representan los diferentes tipos de suelos, con su fertilidad propia en los diferentes ecosistemas. De esta forma, los suelos de la pedosfera generalmente consisten de complejas combinaciones de propiedades estables, heredadas y a menudo relícticas del intemperismo, durante diferentes períodos prepleistoceno, pleistoceno y post pleistoceno: es decir, que los primeros cambios que experimentan los suelos resultan los procesos edafogenéticos que dieron lugar a su formación. Estos procesos fueron enumerados y descritos inicialmente por Guerasimov y Glazovskaya (1965) y precisados posteriormente por Zonn (1974). Recientemente Hernández, Ascanio y García (2002) los enumeran y describen, enriqueciendo los conceptos sobre la base de la experiencia pedológica en Cuba y otras regiones tropicales. A continuación se presentan los diferentes tipos de procesos edafogenéticos (tabla 2). Tabla 2. Diferentes procesos edafogenéticos (Hernández et al., 2002) 1. Proceso primario 2. Sialitización 3. Fersialitización 4. Ferralitización 5. Ferritización 6. Alitización (con alta y baja actividad arcillosa) 7. Acumulación de turba 8. Acumulación de humus 9. Andosolización 10. Vertisolización - Eslitización 11. Salinización 12. Desalinización 13. Formación de corazas petroférricas) 14. Formación de corazas infértiles 15. Formación de corazas silícicas (tepetates) 16. Formación de carbonatos secundarios 17. Formación de nódulos ferruginosos 18. Lavado y lixiviación 19. Podzolización 20. Seudopodzolización Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 133 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo 21. Gleyzación – Estagnogleyzación Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 134 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo 4. LOS CAMBIOS GLOBALES EN LOS SUELOS (CGS) Partiendo de los criterios anteriores, surge el concepto de Cambios Globales en los Suelos (CGS), que desde el año 1990 viene desarrollándose internacionalmente, con una última conferencia internacional celebrada en marzo de 2005 en el Instituto de Geología en la UNAM. Han surgido diferentes criterios para enfocar los aspectos que deben contemplar los CGS, siendo los de Ingram (1996) los que pensamos más acertado. Según este científico, los CGS deben estar dirigidos en: 1. Cambios que se originan en las propiedades de los suelos por influencia del cambio climático 2. Cambios que tienen lugar en las propiedades en los suelos por influencia del aumento de la concentración de gases de invernadero 3. Cambios en las propiedades de los suelos debido al cambio de uso de la tierra. A continuación veremos algunos ejemplos al respecto de cómo puede ocurrir estas 3 diferentes direcciones que en ocasiones actúan interrelacionadamente. 5. CAMBIOS EN LOS SUELOS POR INFLUENCIA DEL CAMBIO CLIMÁTICO Como se mencionó antes, la actividad humana ha conllevado al aumento de la concentración de gases de invernadero conocido comúnmente como GHE (Green House Efect). Desde 1850 a 1990 un incremento definido ha sido medido de la concentración atmósfera de CO2 ( de 290 a 345 ppm) y de CH4 (de 0.85 a 1.7 ppm). Esto ha conllevado al calentamiento gradual de la atmósfera. El problema de la emisión de gases de invernadero se ha convertido en un problema mundial. En la Convención de Kyoto, en 1997, sobre los Cambios Climáticos, y el Protocolo firmado Bases para la Acción, ya se plantea que además de la combustión de combustibles fósiles, resulta de suma importancia el cambio de uso de la tierra (sobre todo deforestación y quema), en la emisión de C en forma de CO2 a la atmósfera, ya que esta última causa libera de 1000-2000 millones de toneladas adicionales al año (Stuart Eizenstat, 1998). En esta Convención de Kyoto, el negociador estadounidense Mark Hambley planteó a los delegados a la conferencia sobre el cambio climático, que si se llega a un acuerdo para reducir los gases nocivos del efecto invernadero, los países en desarrollo deben adoptar en el futuro objetivos de emisiones que busquen reducir el aumento de sus propias emisiones. El Gobierno de los Estados Unidos ha aprobado una resolución para no ratificar un tratado climático en el que las naciones en desarrollo no formen parte del esfuerzo mundial para reducir las emisiones de los gases de invernadero. Por su parte, las naciones en desarrollo continúan insistiendo en que no contraerán obligaciones que limiten los gases de Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 135 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo invernadero hasta que las naciones industrializadas tomen medidas para reducir sus emisiones (Jim Fuller, 1997). Por lo expuesto anteriormente se puede deducir que a partir de este siglo, el problema de emisiones de gases de invernadero tomará un cariz dramático a nivel internacional, con presiones de los países desarrollados (encabezados por Estados Unidos) hacia los países en desarrollo, para la reducción de la emisión de gases. Las opciones para reducir las emisiones son: - Opción de aplicar altas tecnologías que conllevaría a reducir la emisión de 79 millones de toneladas de C (reducción de 4%). - Oportunidad para incrementar la capacidad de almacenamiento de carbono emitido que tienen nuestros bosques y tierras. En sentido general se supone que los cambios se están produciendo en 4 direcciones: 1. 2. 3. 4. Incremento de la temperatura Elevación del nivel del mar Ciclo del carbono en la interacción geosfera-biosfera Efecto del aumento de CO2 sobre la vegetación 5.1. INCREMENTO DE LA TEMPERATURA Un incremento de 1C de la temperatura media global, responderá a un incremento de 10% de producción de biomasa . No obstante en la zona tropical y subtropical, donde la temperatura no es factor limitante, normalmente el incremento de la producción anual de biomasa será modesto. En zona montañosas, los cinturones de vegetación natural y/o cinturones de cultivos serán movidos hacia arriba en unos 1 000 pies cuando la temperatura aumenta en 2 C. En estas áreas, más tierras serán cubiertas por vegetación, aunque la extensión neta de cinturones de cultivos individuales como el café o el té disminuirían (Sombroek, 1990). Por el incremento de la temperatura media cerca de la superficie de los océanos la evaporación aumentará sustancialmente, la cantidad adicional de agua aumentará la nubosidad y provocará más lluvia. Se ha calculado que un aumento de 1 C de temperatura media producirá 10. 109 de m3 de agua adicional; un aumento aproximado del 20 % sobre la producción actual de agua dulce de 44. 109 m3 por esto habrá más agua para la agricultura bajo riego (Sombroek, 1990). Se ha podido apreciar como el incremento de la temperatura está causando trastornos atmosféricos que están provocando pérdidas cuantiosas en la agricultura y en los medios de vida y producción y aún lo más valioso para el hombre, pérdidas humanas. Ejemplos de estos problemas los tenemos en este año: Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 136 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo 1. El daño causado por el Tsunami en el sureste asiático que provocó la pérdida de cientos de vidas y recursos materiales. 2. Los huracanes que se han producido este año en Centroamérica y El Caribe, que ha conllevado a la pérdida de miles de seres indiferentes países y recursos materiales (Estados Unidos, Guatemala, México, Granada, Nicaragua, Honduras, Jamaica, Haití, Islas Caimán). 3. Incidencia de grandes sequías y lluvias con inundaciones en diferentes partes del mundo. 5.2. EFECTO DE UNA SUBIDA DEL NIVEL DEL MAR Será muy grande, especialmente para el trópico. Gran parte de planicies costeras tropicales y deltas de ríos como El Mekong, El Sunderbanks, El Congo, El Nilo, El Amazonas, La Plata y El Orinoco, serán inundados hasta una profundidad tal que el desarrollo de la vegetación natural o el crecimiento de cultivos se imposibilitará a menos que se ejecuten trabajos de infraestructura como polders. Las partes interiores de cuencas y valles cenagosos serán más pobremente drenados que actualmente. 5.3. CICLO DEL CARBONO EN LA INTERACCION GEOSFERA-BIOSFERA A pesar que la emisión de CO2 es producido primeramente por la combustión de combustible fósil, el cambio del uso de la tierra, es decir la conversión del bosque y praderas a tierras agrícolas, contribuye significativamente al aumento de CO2 en la atmósfera. La mayoría de los países en desarrollo tienen la fuente principal de emisión de gases por las pérdidas de carbono en forma de CO2 , a partir de la materia orgánica del suelo y las plantas. Además hay emisiones fuertes de otros gases como metano y N20. Los resultados obtenidos demuestran que le 330% del C02, 70% de CH4 y 90% de N2O se suministra desde los suelos a la atmósfera. . Entorno, el calentamiento de la atmósfera afecta los procesos en los suelos y su uso (Zinck, 1992). Por estas razones, el estudio de la pedosfera es fundamental para un entendimiento mejor de los procesos involucrados en el cambio global. Los suelos pueden actuar como suministro y secuestro de los principales gases de invernadero. Se hace necesario elaborar una base de datos geográfica de los suelos, que nos permitirá entender mejor la importancia del recurso suelo, su interacción con otros elementos ambientales y las modificaciones posibles que puedan producirse. 5.4. ALGUNOS EJEMPLOS DE CAMBIOS EN LOS SUELOS POR EL CAMBIO CLIMÁTICO En los suelos formados durante el Cuaternario, el desarrollo y evolución de los suelos han tenido influencia recambios climáticos que han tenido lugar acorde a las glaciaciones. De esta forma hoy día se desarrollan trabajos que tratan de datar algunas propiedades de los suelos que no se encuentran en equilibrio con el clima actual. Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 137 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo Así por ejemplo, Constantini (2005) demuestra que una capa de plintita que está presenten suelos de Italia se formó hace 200 000 años en un clima tropical en esa región que ocurrió en el pasado. En el caso de Cuba, Kartashov et al., 1981 y Ortega y Arcia, 1983; demuestran que la formación de suelos estuvo influenciada por períodos húmedos y áridos durante el Cuaternario. Acorde a los criterios de Ortega y Arcia (1983), encontró Hernández et al (1985, 1990) durante la ejecución de la regionalización geográfica de los suelos de las provincias orientales de Cuba (35 000 km2). Según estos autores, este territorio puede dividirse en 3 fajas de distribución de suelos acorde a las propiedades de los suelos, el clima actual y el paleoclima, destacando que hay una faja de suelos de clima tropical subhúmedo seco (con coeficiente hidrotérmico < 1,2 durante todo el año), en que los suelos presentan relictos edáficos de un clima semiárido (como horizontes solonetz, solonchaks, concentraciones diversas de sales y/o presencia decarbonados secundarios). Otro problema que está ocurriendo por la influencia del cambio climático en Cuba es el aumento del pH en Ferralsoles y Nitisoles ródicos éutricos de la llanura roja de la Habana, que según Hernández et al (2005) es debido a la combinación de la influencia combinada del cambio climático y del hombre. 6. CAMBIOS EN LOS SUELOS POR LA INFLUENCIA DEL AUMENTO DE LA CONCENTRACIÓN DE GASES DE INVERNADERO Está planteado que ocurrirá un efecto positivo, el cual será el aumento de la formación de biomasa terrestre (“fertilización con CO2”) por el aumento dela concentración de CO2 en la atmósfera. Experimentos de laboratorios demostraron aumento de hasta 33 % de la productividad vegetal La reacción a un aumento de CO2 será mayor en plantas C3, mientras que en plantas de C4 será menos fuerte, calculándose aproximadamente un aumento de 10 % de biomasa solamente (Sombroek, 1990; tabla 3). Plantas C3: A esta categoría pertenecen casi todas las leguminosas y plantas madereras y muchos cultivos como la soya, algodón, arroz, trigo, cebada, girasol y tubérculos (yuca, papa). Plantas C4: A esta pertenecen los pastos altos tropicales, el maíz, caña y sorgo. Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 138 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo Tabla 3. Reacción promedio, en % de diferentes cultivos, con un estimado del doble del contenido de CO2 ( Sombroek, 1990). Reacción de parámetro Biomasa acumulada Conducción estomática Transpiración Cosecha Trigo + 13 - 22 - 17 + 35 Plantas C3 Arroz Soya + 27 + 39 - 33 -31 - 16 - 23 + 15 + 29 Algodón + 84 - 15 - 16 +20 Plantas C4 Maíz Sorgo +9 +9 - 37 - 27 - 26 - 27 + 29 - Una duplicación del contenido de CO2 combinado con aumento de la temperatura promedio del aire a nivel global de 3 C, resultaría en otro 25 % adicional de producción de biomasa. Para la zona tropical se propone que este efecto combinado será menor por: a) Aumento menor de la temperatura media que el promedio esperado. b) Posibilidad de recalentamiento de las plantas, especialmente en regiones con una época de seca. c) Posibilidad que la luz solar se volvería factor limitante. d) Posibilidad que los nutrientes del suelo se vuelvan escasos, especialmente en el trópico húmedo, con los suelos muchas veces fuertemente intermperizados. Además debe considerarse que concentraciones más elevadas de CO2 inducirán períodos de crecimiento más cortos hasta la maduración por muchas plantas anuales y más cultivos por años en áreas húmedas. Varios efectos indirectos deben ser mencionados para dar una idea completa: a) Un aumento de la producción de biomasa conduce a una cobertura mejor del suelo y por lógica a menos erosión. b) La fuerza competitiva de las malezas de gramíneas perennes, siendo plantas C 4, es menor a niveles más elevados de CO2 y por ende el control de malezas será menos costoso. Resumiendo, una duplicación de CO2 en la atmósfera y el aumento de la temperatura relacionado tendrá un efecto positivo sobre la producción de biomasa de las selvas tropicales (plantas C3), menos en sabanas tropicales (plantas C4) y causarán un aumento significativo del potencial de producción de la mayor parte de los cultivos agrícolas. Sin embargo, la demanda de fertilizantes especialmente los nitrogenados y los fosfatados aumentarán considerablemente. Otro problema que puede suceder es que el aumento de la concentración de CO2 de la atmósfera, aunado al aumento de la temperatura, influya sobre la formación de carbonatos secundarios. Algunos resultados en este sentido se están obteniendo en los suelos de las llanuras de la faja tropical subhúmeda seca de las provincias orientales de Cuba (Leyva y Hernández, 2005). Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 139 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo 7. CAMBIOS EN LAS PROPIEDADES DE LOS SUELOS POR EL CAMBIO DE LOS ECOSISTEMAS A LOS AGROSISTEMAS. El ecosistema es ante todo un sistema integrado por diferentes componentes, los cuales están en equilibrio y donde cada componente puede tener varios estados, determinado por las relaciones entre los propios componentes. Se hace necesario pues, que el hombre conozca el estado de los diferentes componentes ( clima, suelo, vegetación, biodiversidad, etc.) y sus relaciones dentro del ecosistema para poder tener un manejo adecuado en la transformación al agroecosistema y de esa forma evitar la degradación del medio. Muchas veces el suelo que ponemos en explotación agrícola tiene una serie de propiedades (nivel de fertilidad, capacidad de intercambio catiónico, nódulos, tipo de minerales arcillosos, bases cambiables, textura, etc.), que no están en equilibrio con las condiciones climáticas actuales. Estas propiedades constituyen el concepto de “suelo – memoria” y pueden cambiar rápidamente bajo un sistema intensivo de explotación agrícola, en las condiciones climática actuales, es decir, estas propiedades que constituyen etapas de formación del suelo (procesos de formación) no se formaron todas en el mismo momento, sino que fue una evolución paulatina, principalmente pleistocénica y holocénica y debemos aprender a predecir qué cambios se producen en los momentos y condiciones actuales (“suelo – momento”). Hoy en día la situación está caracterizada por numerosas formas de la actividad humana sobre la tierra y los océanos, que han conllevado al deterioro, degradación y aún completa destrucción de los sistemas naturales y/o de sus componentes (Targulián, 1990). El acrecentamiento de esta situación en los últimos 50 – 60 años está creando incertidumbre de nuestro conocimiento y comprensión para manejar eficazmente la naturaleza en función del bienestar de hombre. Es necesario estudiar las interacciones complicadas de la naturaleza y como ha sido el desarrollo de la sociedad en relación con la naturaleza. Un ejemplo de esto se puede encontrar en el libro editado recientemente “Salinidad un nuevo concepto”, donde se hace un análisis del desarrollo de la sociedad, desde la época precolombina y su incidencia en los problemas de salinización de las tierras del Valle de México (Flores et al, 1996). Desde este punto de vista hay que partir de nuevo del componente suelo, que es donde se reflejan esos cambios, muchas veces más negativos que positivos en relación con su capacidad de producción. No obstante hay que reconocer que cuando hay un manejo adecuado de la situación se han obtenidos saldos favorables, como es el caso de la recuperación de áreas pantanosas por métodos de drenajes, formación de suelo (recultivación) en zonas afectadas por la minería, aplicación adecuada de riego con elevación del rendimiento de las cosechas, desalinización de áreas infértiles, etc. Pero existen muchas experiencias que evidencian que el hombre en su afán por suplir sus necesidades, ha dado lugar a cambios globales en los suelos que constituyen procesos de Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 140 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo degradación, muchas veces irreversibles. Entre los mismos se enumeran los siguientes, para las regiones tropicales (Tabla 4). Tabla 4. Diferentes procesos de degradación en los suelos de las regiones tropicales (Hernández et al., 1999). 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Sabanización Salinización secundaria Disminución de la fertilidad Empobrecimiento y erosión Empantanamiento Acidificación Contaminación Destrucción agrotécnica y mecánica de los suelos ( deterioro de la estructura, compactación). Los suelos como constituyentes de la pedosfera representan el recurso natural más importante para la obtención de alimentos, fibras y madera. Ellos funcionan no solamente como suministro de agua y nutrientes para la vida de las plantas, sino también como redistribuidor y regulador de la mayoría de flujos importantes de materia y energía. 7.1. EL USO INTENSIVO Y EL CAMBIO DE LAS PROPIEDADES DE LOS SUELOS El uso intensivo de los suelos ha conllevado a cambios globales, que afectan la capacidad productiva de las tierras, a través de su influencia sobre la vegetación y tipos de usos posibles en la agricultura, la escorrentía, evaporación, calidad de las aguas freáticas. Directa o indirectamente tales cambios del suelo tienen un efecto sustancial sobre las condiciones climáticas globales, las que a su vez influyen en los suelos. En las regiones tropicales los procesos de transformación de las propiedades de los suelos por el cambio del uso de la tierra y su posterior explotación agrícola intensiva conlleva a los cambios que se presentan en la tabla 5. Tabla 5 . Transformaciones que puede provocar el hombre en los suelos por influencia del cambio de uso de la tierra y su explotación intensiva ACCIÓN ANTROPOGÉNICA 1. Deforestación 2. Cultivo 3. Intensificación de las labores agrícolas TRANSFORMACIONES 1. Cambio de los ciclos biológico, hídrico y térmico del suelo 2. En suelos de laderas hay pérdidas iniciales de suelo 1. En pocos años ocurre la mineralización de la materia orgánica del suelo (MOS) 2. En suelos de laderas se provoca el proceso erosivo 1. Continúa la disminución del contenido de MOS Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 141 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo 2. Deterioro de la estructura y microestructura del suelo 3. Aumento del factor de dispersión y de la densidad aparente del suelo 4. Aplicación intensiva de 1. Continúa la disminución de la MOS fertilizantes y pesticidas 2. Sigue el proceso de la destrucción agrotécnica del suelo 3. Afectación de la microflora edáfica 5. Uso intensivo con mecanización, 1. Deterioro completo del suelo con : fertilizantes y pesticidas 2. Disminución de la MOS a menos de 1% 3. Provoca el surgimiento de un piso de arado en la parte superior del horizonte B, disminuyendo la profundidad eefectiva del suelo 4. Aumento de la densidad aparente a límites superiores a la densidad crítica del suelo 5. Surgimiento de estructura en forma de bloques 6. Destrucción de microagregados, aumento de la arcilla dispersa y aumento del factor de disperión por encima de 20-30% 7. Disminución considerable de la actividad biológica del suelo 6. Resultado final Cambio en la vocación del suelo que inicialmente podría clasificarse como Clase 1, apto para todos los cultivos, pasando a Clase 3-4, que requiere labores de mejoramiento como: 1. Aplicación urgente de MO 2. Aplicación de subsolador 3. Rotación de cosecha 4. Disminuir la intensificación de la explotación agrícola. En resumen podemos decir que el problema provocado por el hombre durante más de un siglo de explotación indebida de los recursos naturales, ha provocado los llamados Cambios Globales en el planeta Tierra. Incluso hay criterios que estamos entrando en una nueva era denominada el Antropoceno, que comienza con la introducción de la máquina de vapor a finales del siglo 18 por el hombre (Crutzer y Stoermer, 2000). Estos Cambios globales se manifiestan de diferentes formas en todas las regiones del planeta y por supuesto tiene influencia en los ecosistemas, en este caso atendemos los cambios que provocan en el componente suelos (conocido como Cambios Globales en los Suelos), que sin duda trae un cambio en el pensamiento del manejo de los suelos y en su representación en la naturaleza; es decir es Un Nuevo Paradigma para la Agricultura y la Edafología en el Mundo. Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 142 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo 8. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Cerri, C.C., Bernoux, M., y Blair, G.J. (1996): Reservas y flujo de carbono en sistemas naturales y agrícolas del Brasil y las implicaciones para el balance global de CO2. TERRA, 14(1):1-1. Constantini, M. (2005): Determinación de la edad de formación de plintita en condiciones de una región del sur de Italia. 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INTRODUCCIÓN Uno de los problemas más importantes de los últimos tiempos en la Edafología lo constituye los Cambios Globales en los Suelos (CGS), tanto a nivel internacional (Arnold et al., 1990; Dudal et al., 2001; Fuleky, 2005; Ascanio y Hernández, 2005; Tonkonogov y Guerasimova, 2005 y Kose, 2005), como a nivel nacional (Hernández y Morales, 2000; Hernández et al., 2002; Morell et al., 2004; Hernández, 2003; Hernández et al., 2005; Hernández y Morell, 2005; Borges y Hernández, 2003 y Borges, 2004). Según Ingram (1996), los CGS ocurren por el cambio de las propiedades de los suelos ya sea, por: el cambio climático, la concentración de gases de invernadero y/o la influencia del cambio de uso de la tierra. Cuba es un territorio con suelos sometidos a la antropogénesis tropical, que constituye un ejemplo para las regiones tropicales. Dentro del país, la llanura roja de la Habana es una de las regiones con mayor influencia de la agricultura en las propiedades de los suelos, con más de 4 siglos de explotación agrícola. Esta problemática fue destacada por Crawley en 1916, cuando expuso que las tierras rojas de la Habana necesitaban de la aplicación de abonos y la implantación de un sistema de rotación de cosechas debido a su pérdida de fertilidad por la influencia del cultivo de tabaco, café y caña de azúcar durante muchos años. Teniendo en cuenta lo anterior, y además los problemas del cambio climático que está ocurriendo en nuestro país (Centelles et al., 2001), en este trabajo nos trazamos el objetivo de analizar el cambio de las propiedades de los suelos Ferralíticos Rojos Lixiviados (Nitisoles ródicos éutricos) por el cambio de uso de la tierra, así como realizamos una hipótesis sobre el cambio del pH que está ocurriendo en los suelos rojos de la provincia Habana en relación con el funcionamiento de estos suelos y el cambio climático que está ocurriendo en nuestro país. Estos resultados constituyen uno de los primeros aportes a la problemática de los Cambios Globales en los Suelos Ferralíticos de la Habana. 2. MATERIALES Y MÉTODOS Se toman para el estudio 10 perfiles de suelos Ferralíticos Rojos Lixiviados, caracterizados en la región de San José de las Lajas, así como el resultado de investigaciones sobre el régimen hídrico de estos suelos (Rivero, 1985) y el estudio del comportamiento de las bases por métodos lisimétricos (Otero et al., 1986). Además se presentan los resultados expuestos por el Instituto de Meteorología del CITMA sobre el cambio del clima en Cuba y sus causas (Centelles et al., 2001). Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 146 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo En relación con la clasificación de suelos se utiliza la Nueva Versión de Clasificación Genética de los Suelos de Cuba (Hernández et al., 1999), así como su correlación con el World Reference Base (Deckers et al., 2002). Los 10 perfiles estudiados en relación con el uso de la tierra se presentan a continuación: Perfil 2. Tomado bajo arboleda de ficus (Ficus sp.) permanente Perfil 1. Tomado bajo plantación de mango (Mangífera indica) de más de 30 años Perfil 6. Tomado bajo plantación de cítricos (Citrus sp.) de más de 30 años Perfil 7. Tomado bajo plantación de aguacate (Persea americana) de más de 30 años Perfil 8. Tomado en área de plantación de guayaba (Psidium guajaba) de 20 años Perfil 3. Tomado en área de pastos en los últimos 5 años y antes estuvo cultivado Perfil 5. Tomado en área cultivada con flores en los últimos 4 años y antes estuvo cultivado con hortalizas con aplicación de abono orgánico (cachaza). Perfiles 4, 9 y 10. Tomados en área de cultivo intensivo, en la finca Las Papas, del INCA 3. CAMBIO DE LAS CARACTERÍSTICAS MORFOLÓGICAS DE LOS SUELOS POR EL CAMBIO DEL USO DE LA TIERRA Por las descripciones de los perfiles se observan semejanzas y diferencias en las características morfológicas de los suelos, que se relacionan con su pedogénesis y utilización. En primer lugar se destaca que para los 3 perfiles es común el proceso de formación de ferralitización, dado por el color, profundidad y el contenido en bases cambiables en el horizonte B, que aunque el pH es ligeramente ácido a neutro, caracteriza perfectamente el horizonte principal ferralítico (Hernández et al., 2002). Además dentro de la formación de los suelos se diagnostica el proceso de lixiviación hacia el horizonte Bt, caracterizado por la textura, estructura y la presencia abundante de sobreescurrimientos arcillosos o cutanes (Borges, 2004; Morell et al., 2004; Hernández et al., 2005 y Hernández y Morell, 2005), criterio este complementado por la distribución de la arcilla por el perfil de los suelos, que diagnostica el horizonte normal argílico. Por estos elementos, los 3 perfiles se pueden clasificar como del Tipo Ferralítico Rojo Lixiviado, dentro del Agrupamiento de suelos Ferralíticos (Hernández et al., 21), que se puede correlacionar con el suelo Nitisol ródico, éutrico (Hernández et al., 2004). Las diferencias están dadas por el tipo de utilización de la tierra y la distribución de los horizontes así como su estructura y compactación. El perfil 2, bajo plantación de Ficus es O-A11-A12-Bt-C, con un contenido de hojarasca y materia orgánica bruta muy descompuesta de 4-6 cm de espesor y horizonte A11 y A12 de color más oscuro y de mayor espesor, con una estructura nuciforme-granular muy bien definida en superficie y consistencia friable. Por su parte los perfiles 1, 6, 7 y 8 bajo plantaciones de frutales, presenta perfil A11-A12-BtC, con ausencia del horizonte orgánico, y el color del horizonte A es oscuro, con una Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 147 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo estructura nuciforme-granular también bien manifiesta, y de consistencia friable aunque no tiene para el color oscuro y la estructura buena, el espesor del perfil 2. Los perfiles 3 y 5 es del tipo A-Bt-C, de color más rojo en superficie y más compacto en profundidad. Finalmente tenemos los perfiles tomados bajo cultivo intensivo (4, 9, 10), con cerca de 30 años de cultivo intensivo, que aunque son de color rojo y perfil ABtC o BA,BtC, en todos los casos presentan en superficie una mezcla de estructura de bloques prismáticos con agregados más finos y un piso de arado muy duro en la parte superior del horizonte Bt. Se puede concluir que hay en 4 variantes de suelos por sus características morfológicas; en la variante del perfil 2, bajo plantación de ficus, el suelo esta más conservado, más oscuro y menos compacto, y a medida que aumenta la intensidad de su utilización en la agricultura, se va perdiendo el contenido de materia orgánica por mineralización y rotura del ciclo biológico de las sustancia, volviéndose el suelo de un color más rojo desde la superficie, perdiendo su estructura original nuciforme-granular y la consistencia friable, hasta llegar a tener un suelo degradado (variante 4, con los perfiles 4, 9 y 10), con manifestación de estructura de bloques subangulares y prismáticos en superficie y formación de piso de arado, con lo que debe cambiar también las propiedades físico mecánicas y de fertilidad del suelo con el cambio de uso de la tierra. 4. CAMBIO EN EL ANÁLISIS MECÁNICO, DE MICROAGREGADOS Y DEL COEFICIENTE DE DISPERSIÓN Por los resultados de la tabla 1 se observan los datos del análisis mecánico de 7 perfiles. Para ellos le es común la textura arcillosa desde la superficie y el enriquecimiento en arcilla en la parte media-inferior del perfil, lo que diagnostica la presencia de un horizonte normal de diagnóstico, argílico, complementando la descripción morfológica de campo. Además resulta significativo el contenido tan bajo en partículas arenosas y limosas, lo que nos indica un grado de intemperismo fuerte, propio de la ferralitización. Por el contenido en arcilla no se puede determinar ningún cambio debido a la influencia antropogénica, ya que esta es una propiedad que cambia en cientos de años y solamente se puede detectar pérdida de arcilla por erosión en caso de suelos sometido a este proceso, generalmente en relieve inestable. Un dato importante es la comparación del contenido en arcilla del análisis mecánico y de microagregados, ya que estos últimos tienden a desintegrarse con la pérdida en el contenido en materia orgánica del suelo y por el uso intensivo en la agricultura. Esta comparación permite el cálculo del coeficiente de dispersión del suelo. Este último valor en nuestro criterio es importante y se observan diferentes valores desde un coeficiente de dispersión bajo (menos de 15-20) en los perfiles bajo arboleda de ficus o frutales hasta muy alto (alrededor de 50) en los suelos bajo cultivo intensivo. Esto corrobora que el contenido de materia orgánica conjuntamente con el hierro forma microagregados estables en la parte superior del perfil como parte de la formación natural del suelo y que estos tienden a Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 148 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo descomponerse por la influencia antropogénica, cuando el suelo es sometido al cultivo intensivo. Como conclusión se puede decir que los suelos Ferralíticos Rojos Lixiviados bajo plantación de ficus o de frutales, tienen un nivel de microagregación alto, con un coeficiente de dispersión muy bajo a bajo, y que a medida que el suelo cambia por el uso, disminuye el contenido en materia orgánica, disminuye la formación de microagregados y por tanto aumenta el coeficiente de dispersión del suelo. Este proceso lleva paralelamente a la destrucción de la estructura de la parte superior del perfil del suelo, que es nuciforme-granular bajo arboleda de ficus o frutales y se cambia a subangular, incluso con bloques prismáticos en ocasiones en superficie debido a un proceso de degradación de la estructura, como bien ha sido descrito anteriormente (Hernández et al., 2005). En nuestra opinión este proceso de degradación de la estructura en el horizonte húmico acumulativo de estos suelos ocurre en la forma siguiente: Con el cultivo intensivo se degrada la estructura del suelo, se rompen los microagregados y aumenta el factor de dispersión. La arcilla dispersa rellena los poros del suelo y poco a poco se van formando bloques en forma de prismas de 10-20 cm de tamaño. Conjuntamente con esto se forma un piso de arado en la parte superior del horizonte Bt argílico; en estas condiciones, cuando se prepara el suelo para la siembra, entonces estos bloques con las aradura surgen a la superficie del suelo y se presenta en superficie una mezcla de material de agregados finos e incluso polvo, con bloques subangulares y prismáticos que son muy duros y compactos. Tabla 1. Análisis mecánico y de microestructura de los suelos Prof., cm. %tamaño de las fracciones en mm 2,0-0,2 0,2-0,02 0,02-0,01 0,01-0,002 <0,002 mm coef. de <0,002 en microag. dispersión Perfil 1 (frutales, mango) 0-8 1,96 14,0 10,0 7,0 67,04 12.68 18,91 8-22 5,96 13,0 12,0 6,0 63,04 5,38 8,53 22-41 0,96 5,0 5,0 5,0 84,04 5,38 6,40 41-64 1,96 3,0 2,0 8,0 85,04 12,38 14,56 64-100 13,96 10,0 2,0 3,0 71,04 5,38 7,57 Perfil 2 (arboleda de Ficus) 6-16 5,96 12,0 7,0 13,0 62,04 8.15 13,14 16-32 5,96 9,0 13,0 8,0 64,04 7,38 11,52 32-47 1,96 10,0 6,0 11,0 71,04 10,38 11.61 47-65 1,96 4,0 2,0 6,0 86,04 10,38 12,06 65-100 2,96 4,0 7,0 10,0 76,04 7,38 9,71 Perfil 3 (cultivo después pastos) 0-19 0,61 15,0 13,0 7,64 63,75 17,39 26,1 19-44 0,61 19,0 10,0 9,64 60,75 7,39 12,2 Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 149 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo 44-60 9,61 14,0 5,0 6,64 64,75 8,39 13,0 60-100 1,61 18,0 2,0 3,64 74,75 18,39 24,6 Perfil 4 (cultivo intensivo) 0-12 4,24 6,0 13,0 10,0 66,76 35,76 53,57 12-22 2,24 5,0 4,0 7,0 81,76 16,76 20,50 22-37 2,24 4,0 9,0 8,0 76,76 14,76 19,23 37-50 2,24 5,0 4,0 7,0 81,76 14,76 18,05 50-62 5,24 5,0 4,0 5,0 80,76 5,76 7,13 Perfil 5 (hortalizas después flores) 0-12 13,12 14,0 12,0 7,64 53,24 11,96 22,46 12-26 5,12 16,0 10,0 7,64 61,24 15,96 26,06 26-50 3,12 2,0 3,0 1,64 90,24 --- --- 50-85 8,12 2,0 3,0 2,64 84,24 --- --- 85-100 7,12 7,0 6,0 3,64 76,24 --- --- Perfil 8 (frutales, guayaba) 0-12 19,0 10.0 8.0 4.0 59.0 9.16 15.52 12-28 7.0 11.0 5.0 3.0 74.0 11.16 15.50 28-50 10.0 10.0 7.0 2.0 71.0 9.16 12.90 50-70 10.0 4.0 4.0 5.0 77.0 11.16 14.49 Perfil 10 (cultivo intensivo) 0-20 10.0 2.0 14.0 4.0 70.0 19.63 28.04 20-53 10.0 2.0 11.0 5,0 72.0 17.16 23.83 53-70 7.0 3.0 2.0 6.0 82.0 9.16 11.17 70-90 10.0 4.0 5.0 5.0 76.0 9.16 12.05 5. COMPORTAMIENTO DEL PESO VOLUMÉTRICO, PESO ESPECÍFICO Y LA POROSIDAD TOTAL Los valores que se obtuvieron para la densidad (pero volumétrico) en el campo (tabla 2) estuvieron acordes a la compactación descrita en la morfología de los perfiles. El perfil 2 bajo plantación de ficus, tiene valores de densidad menores de 1 Mg.m3, y se mantiene relativamente bajo este valor hasta la profundidad de 47 cm. Para el caso del suelo bajo plantaciones de frutales la densidad es baja también, aunque aumenta a partir de los 22cm. Para estos perfiles la densidad disminuye en profundidad, por debajo de 80-100 cm desde la superficie, donde el suelo se hace más friable. Un caso mas diferenciado es el de los perfiles 3 y 5, que estuvieron bajo cultivo y después bajo pastos (perfil 3) y con hortalizas con aplicaciones de cachaza y después flores (perfil Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 150 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo 5). En este caso los valores de densidad (peso volumétrico) que se obtuvieron fue un poco más alto. El caso más crítico lo tenemos en los perfiles estudiados bajo cultivo intensivo, en los cuales la densidad alcanza los valores más altos, llegando hasta 1,25 Mg.m 3 en el horizonte Bt con la formación de un piso de arado. Estos valores alcanzan el umbral de la densidad crítica para estos suelos que se ha determinado que es de 1,25 Mg.m3, Estas diferencias pueden estar dadas por la antropogénesis intensivas en estos suelos, en los cuales no se han hecho labores de subsolación en los últimos 30 años (Martín Bertolí, comunicación personal). El peso específico tiene un comportamiento similar en los perfiles, algo más alto este valor en superficie en el perfil 3. Los valores de la porosidad total, determinados por cálculo a partir de la densidad aparente y la densidad real, son significativos también, según el uso de la tierra, obteniéndose la siguiente secuencia: Suelo bajo plantación de ficus > suelo bajo plantación de frutales de muchos años > suelo cultivado y después pastos > suelo bajo cultivo intensivo. Tabla 2. Peso volumétrico, peso específico y la porosidad total Prof. Cm. Humedad(%) D.ap. Mg/m3 D.r. Mg/m3 Poros. total (%) Perfil 1 (frutales, mango) 0-8 35,2 0,98 2,61 62,5 8-22 39,9 1,00 2,72 63,2 22-41 33,4 1,09 2,76 60,5 41-64 32,8 1,04 2,77 62,5 64-100 32,2 1,03 2,78 62,9 Perfil 2 (arboleda de ficus) 6-16 37,8 0,90 2,61 65,5 16-32 30,0 1,05 2,76 62,0 32-47 27,6 1,03 2,78 62,9 47-65 24,2 1,05 2,77 62,1 65-100 26,9 1,03 2,74 62,4 Perfil 3 (cultivo después pastos) 0-19 27,9 1,11 2,71 59,0 19-44 30,6 1,17 2,71 56,8 44-60 32,1 1,10 2,74 59,9 60-100 33,8 1,10 2,77 60,3 Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 151 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo Perfil 4 (cultivo intensivo) 0-12 33,3 0,89 2,80 68,2 12-22 34,5 1,01 2,80 63,9 22-37 33,5 1,17 2,76 57,6 37-50 37,4 1,13 2,78 59,4 50-62 42,8 1,06 Perfil 5 (hortalizas después flores) 0-12 32,7 1,11 2,80 60,4 12-26 34,0 1,15 2,80 58,9 26-50 34,3 1,12 2,76 59,4 50-85 34,3 1,15 2,78 58,6 85-100 2,82 Perfil 8 (frutales, guayaba) 0-12 67.84 1.08 2.68 59.8 12-28 68.47 1.15 2.72 57.7 28-50 61.53 2.72 Perfil 6 (frutales, cítricos) 0-3 3-16 0.95 2.64 64,0 16-52 1.10 2.67 58,8 52-78 1.11 2.67 57,4 78-105 1.12 2.67 58,1 Perfil 9 (cultivo intensivo) 0-16 1.10 2.61 58,0 16-50 1.15 2.66 57.0 50-69 1.17 2.68 56.0 69-100 1.14 2.77 58,9 Perfil 10 (cultivo intensivo) 0-18 1.10 2.63 58.2 18-50 1.18 2.66 55,6 50-60 1.25 2.64 52,6 60-83 1.13 2.60 56,5 83-100 1.10 2.70 59,3 Los resultados obtenidos demuestran que por la utilización de los suelos FRL en la agricultura, se aumenta la compactación y se disminuye su fertilidad, siendo los cambios más significativos en los primeros 30-40 cm del espesor superior del perfil del suelo. Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 152 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo Resultados semejantes con relación a la compactación del suelo fueron determinados también por (Frómeta, 1988; Alfonso, 2002) (Tabla 3). Tabla 3. Cambios en algunas propiedades en el Horizonte A de los suelos Ferralíticos Rojos (Ferralsoles Ródicos-Eutricos), de provincia Habana, Cuba (27) Cultivo y años M. O. (%) Densidad (Mg.m3) Estabilidad de los agregados (%) Agua Alcohol Benceno Evaluación Frutales (40 años) 4,77 1,05 89,2 81,4 16,4 Caña Azúcar (17 años) 3,07 1,12 72,4 36,6 2,2 Papa y hortalizas (7 años, La Reneé) 2,60 1,15 70,0 24,5 1,8 Idem (26 años, ECV 19 deAbril) 2,27 1,18 60,8 20,0 1,4 Muy Estable Estable Medianamente Estable Inestable Idem (38 años, 1,40 1,20 40,6 14,0 1,0 Inestable ECV 19 de Abril) _________________________________________________________________________ Finalmente se debe subrayar que el perfil de suelo 2, bajo arboleda de ficus, representa la formación natural del suelo Ferralítico Rojo Lixiviado bajo bosques naturales, que hoy día se clasifica como húmico o humificado y que sirve como patrón para estudiar todos los cambios en tiempo y espacio que ocurren en este tipo de suelos, en condiciones tropicales, desde la etapa de la colonización española. Encontrar un paño de tierra en estas condiciones naturales en la llanura roja Habana Matanzas, hoy día es muy difícil, por esto pensamos que esta pequeña parcela, en las áreas del INCA, constituye una reserva natural que aunque pequeña, resulta de gran importancia para el estudio de las transformaciones de las propiedades de este suelo en condiciones tropicales. 6. CAMBIO DE LAS PROPIEDADES FÍSICO QUÍMICAS POR EL CAMBIO DEL USO DE LA TIERRA Por los datos de la tabla 4, se destaca en primer lugar la disminución en el contenido en materia orgánica en los perfiles estudiados, con un máximo en el suelo bajo arboleda de ficus (algo mayor de 9%), que hoy día es muy raro encontrar en estos suelos, siguiendo en ese orden los perfiles de suelos con frutales y gramíneas intercalada y los suelos bajo pastos que estuvieron inicialmente cultivados y finalmente los suelos que han estado con cultivo Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 153 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo intensivo, en los cuales la materia orgánica tiene un contenido menor de 2%. Resultados similares son presentados en la tabla 3, obtenidos por Alfonso, 2002. Para todos los perfiles el pH es cerca de neutro en superficie y por debajo de 40-50 cm es menor de 6. En cuanto al contenido de bases cambiables se refiere, los horizontes superficiales son más ricos en bases cambiables, siendo mucho más alto en el perfil bajo arboleda de ficus, por el aporte de calcio y magnesio de las hojas en el ciclo biológico de las sustancias. Partiendo de este perfil encontramos una regularidad en el contenido en bases cambiables, siguiendo en cantidad los perfiles bajo frutales, siendo mucho más bajo en los perfiles de suelos cultivados intensamente. El contenido tan alto en bases cambiables en el perfil bajo ficus es debido al ciclo biológico de las sustancias que aporta una cantidad enorme de hojarasca, con la formación de un horizonte orgánico (O) en la parte superior del perfil, lo que lo diferencia de los anteriores. También se puede observar este reciclaje de nutrientes aunque en menor escala en los suelos bajo frutales con gramíneas intercalada. Tabla 4. Contenido en materia orgánica y algunas características físico-química de los suelos Horiz. Prof, cm. pH (H20) Cationes cambiables (cmol.kg-1) M.O.(%) Calcio Magnesio Sodio Potasio Suma Perfil 1 (frutales, mango) A12 cmcmc 0-8 mcmcm 8-22 B11t 22-41 5.12 1.38 8.8 1,0 0.2 0.1 10.1 B12t 41-64 5.26 0.7 8,0 0.8 0.2 0.1 9.1 B2 64-100 5.34 0.5 7.3 0.7 0.2 0.1 8.3 A11 6.99 3.55 19.7 2.8 0.5 0.5 23.5 6.05 3.12 12.6 1.7 0.3 0.1 14.7 Perfil 2 (arboleda de Ficus) A1h 6-16 7.27 9.19 27,0 2.4 0.5 0.9 30.8 AB 16-32 7.16 2.71 13.7 1,0 0.2 0.5 15.4 B11t 32-47 6.41 2.34 12.6 0.9 0.2 0.3 14,0 B12t 47-65 5.54 1.38 11,0 0.8 0.2 0.2 12.2 B2t 65-100 5,70 1.07 10.2 0.8 0.2 0.2 11.4 Perfil 3 (cultivo después pastos) A1 0-19 7.34 3.67 16.3 2.1 0.2 0.9 19.5 B11 19-44 6.85 - 13.4 2.8 0.2 0.5 16.9 B12 44-60 6.72 2,00 9.5 1.5 0.2 0.3 11.5 B2t 60-100 5.77 1.12 8.3 1,0 0.2 0.2 9.7 Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 154 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo Perfil 4 (cultivo intensive) A11p 0-12 7,50 1,61 15,0 2,0 0,1 0,5 17,6 B11t 12-22 7,40 1,67 15,5 2,5 0,1 0,5 18,6 B12t 22-37 6,90 1,93 15,5 2,5 0,1 0,3 18,4 B21t 37-50 7,00 1,15 15,5 3,0 0,1 0,2 18,8 B22t 50-62 7,00 0,28 10,0 2,5 0,1 0,1 12,7 Perfil 5 (hortalizas después flores) A1 0-12 7,60 3,33 17,3 4,4 0,1 0,9 22,7 AB 12-26 7,50 2,35 17,0 3,0 0,1 0,1 20,2 B1t 26-50 7,00 0,54 10,0 4,0 0,1 0,1 14,2 B21t 50-85 7,10 0,60 8,6 5,0 0,1 0,2 13,9 B3 85-100 7,00 0,85 12,1 5,4 0,1 0,2 17,8 Perfil 8 (frutales, guayaba) A1 0-12 6.50 3.58 13.8 2.9 0.2 0.9 17.8 B1 12-28 6.40 2.70 10.0 3.5 0.1 0.3 13.9 28-50 6.50 0.55 9.7 3.7 0.1 0.2 13.7 50-70 6.60 0.45 9.0 4.2 0.1 0.6 13.9 B2 B3 0Perfil 10 (cultivo intensivo) BA 0-20 6,90 1,51 8.6 3.8 0.1 1.3 13.8 B1 42-53 6,90 1,17 8.8 4.1 0.1 0.7 13.7 Bt2 53-70 5,50 0,45 7.5 2.2 0.1 0.3 B3 70-90 5,90 0,50 13.4 3.4 0.1 0.5 10.1 17.4 7. HIPÓTESIS SOBRE EL AUMENTO DEL PH EN LOS SUELOS ROJOS DE PROVINCIA HABANA En los últimos 10 años se viene registrando un aumento del pH en las áreas de cultivos varios de los suelos Ferralíticos Rojos de provincia Habana. En el año 1994 fue planteado por la Ing. María Elena García de la DPSF de la Habana. En el año 2002 este problema fue ratificado por el Ing. Cancio (Instituto de Suelos), el cual presentó un informe al consejo científico del Instituto de Suelos (MINAG) donde se registran estos aumentos principalmente en las áreas bajo explotación agrícola (Tabla 5) (Cancio, 2002). Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 155 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo Como se puede observar este problema es serio, pues representa una contradicción con el proceso de ferralitización bajo el cual se formaron estos suelos y además influye en las propiedades agroproductivas de los suelos. A partir de esta situación, hemos elaborado una hipótesis teniendo en cuenta el funcionamiento del suelo, la influencia antropogénica y el cambio climático que está ocurriendo en Cuba. Para analizar el funcionamiento del suelo tuvimos en cuenta en primer lugar los resultados investigativos sobre el régimen hídrico (Rivero, 1985) de estos suelos (tabla 6) y el lavado y eluviación inversa de los cationes llevado a cabo en estudios con lisímetros (tabla 7) (Otero et al., 1986). Por estos datos, llegamos a la conclusión que el funcionamiento de estos suelos no es exactamente de lavado intenso como ocurre en los suelos Ferralíticos, sino que el proceso va a la sobresaturación de humedad en los horizontes inferiores, prácticamente sin pérdida de bases en el espesor superior del suelo, ya que hay compensación entre lo que se lava en época de lluvia y lo que se eleva por capilaridad en época de seca. De esta forma el funcionamiento de estos suelos es similar a los suelos clasificados como Nitisoles en la clasificación de la FAO (1989) y en el World Reference Base (Driessen et al., 2001). Entonces, debemos tener en cuenta el suelo como sistema y el ingreso que recibe en bases (calcio y magnesio principalmente) por la agricultura intensiva, sin coberturas o arropes y generalmente con riego, con aguas duras como resultan las aguas subterráneas de provincia Habana. Por el funcionamiento de estos suelos que no tienen una salida inmediata de las aguas, sino que la humedad en época de seca asciende a la superficie con un lavado inverso, retroalimentando el horizonte superficial en cationes como el calcio y magnesio; entonces si se ha añadido mayor cantidad de agua con cationes, conlleva al aumento del contenido normal de estos elementos en la parte superior media del perfil del suelo y el consiguiente aumento del pH. Esta problemática viene agudizándose en los últimos 15-20 años por los resultados del cambio climático que está ocurriendo en Cuba (tabla 8), principalmente al aumento de la temperatura media anual y la temperatura mínima anual (Centelles et al., 2001; Periódico Granma, 1999). Se puede asumir entonces que en las áreas bajo producción agrícola intensiva, el pH está ascendiendo sistemáticamente en estos suelos, debido a: el funcionamiento del suelo, al cultivo intensivo y al cambio climático que está ocurriendo en Cuba en los últimos 50-60 años. 8. LA CLASIFICACIÓN DE SUELOS Y LOS CGS EN EL EJEMPLO DE LOS SUELOS FERRALÍTICOS ROJOS LIXIVIADOS Como se muestra en los resultados presentados, hay una buena diferencia en las propiedades de los suelos del tipo genético Ferralítico Rojo Lixiviado, según el uso de la tierra, aunado por el cambio climático hoy día. En nuestra opinión los perfiles que están bajo cultivo intensivo de hace 30 años, prácticamente sin medidas de mejoramiento, Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 156 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo excepto la aplicación de fertilizantes químicos y el riego, están afectados por proceso de degradación, en este caso por la pérdida de su fertilidad y el surgimiento de la compactación del suelo hasta la creación de un piso de arado. En general las acciones antrópicas en los trópicos están dadas por el uso indebido del suelo con acciones como: deforestación, quema, aradura y laboreo del suelo en regiones con pendientes pronunciadas, y también la llamada agricultura intensiva con mecanización, altos insumos de agroquímicos, aplicación de riego sin tener en cuenta las condiciones edafológicas y de mejoramiento, etc. En trabajos anteriores (Hernández et al., 1999; 2005), planteamos y definimos los diferentes procesos de degradación de suelos en los trópicos, entre los cuales enumeramos: Sabanización, erosión, salinización secundaria, empantanamiento, contaminación, compactación, destrucción agrotécnica y pérdida de fertilidad. Tabla 5. Incremento del pH en suelos Ferralíticos Rojos de provincia Habana, Cuba (28) _________________________________________________________________________ % de las áreas según valores de PH _______________________________ Empresas 1980 1992-1994 ____________________________________________________ <6 >7 <6 >7 M. Soneira 19,9 0,0 3,8 45,6 Artemisa 16,3 0,0 0,0 84,0 Alquízar 28,0 0,0 16,1 46,6 19 de Abril 67,0 0,0 10,5 35,0 Guira 25,0 1,0 24,0 14,0 _________________________________________________________________________ Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 157 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo Tabla 6. Resultados del régimen hídrico en los suelos Ferralíticos Rojos (Rivero, 1985) Prof. Suelo (cm) Características del régimen hídrico 0-40 Humedad época seca: 70% de los días entre LIHP y CC Humedad época lluvia: 90% de losdías entre LIHP y CC 40-80 Humedad época lluvia: 100% de los días entre LIHP y CC Humedad época seca: 80-90% díasentre LIHP y CC > 80 Humedad todo el año entre LIHP y CC Tabla 7. Variación del complejo de cambio y de la saturación durante 1981 – 1983, en suelos Ferralíticos Rojos (Otero et al., 1986). Profundidad (cm) 0 – 10 10 – 20 20 – 40 40 - 60 Inicio CCB (cmol/Kg) % saturación 13.4 71.6 12.4 69.5 11.2 72.6 11.0 74.6 Final CCB (cmol/Kg) % saturación 12.5 67.4 12.4 70.1 11.8 72.1 11.0 74.8 Tabla 8. Resultados del cambio climático en Cuba (30) •Hay evidencias que el clima ha cambiado en los últimos 50 años •Aumento de la temperatura media en 0,60C •Aumento de la temperatura mínima diaria en 1,60C •Retraso en comenzar la época de lluvia en mayo de 20-25 días •Años de sequía extrema, con menos de 200-300 mm anuales en los últimos 5 años. •Manifestación de 10-15 días de sequía consecutivos en la época de lluvia, sobre todo en agosto •Ocurrencia de eventos lluviosos de 3-4 días en la época de sequía, sobre todo en los meses de noviembre o diciembre. Desde el comienzo de la década de los años 90 se comenzó a tomar conciencia de la degradación del suelo inducida por el hombre, sobre todo por los resultados del proyecto GLASOD (Oldeman et al., 1990)), donde se evidenció que la degradación del suelo en el período 1945-1990 había aumentado a nivel mundial en un 17% y para Centroamérica y el Caribe, incluyendo México, el mayor valor, de 24,8%. Este problema fue planteado en la Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 158 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo Cumbre de la Tierra, en 1992, en la Convención de Kyoto en 1997 y recientemente en Johannesburgo en 2002. En estos momentos, inclusive se trabaja intensamente en la clasificación de los suelos Antrópicos o Antrosoles, temática de actualidad que se encuentra en desarrollo. Así tenemos que en la escuela ruso soviética de clasificación de suelos se han introducido los principios de la “formación agrogénica de los suelos” (Tonkonogov y Guerasimova, 2005) en la nueva versión rusa de clasificación de suelos, con la separación de tipos genéticos como Erosoles y Agrosoles (Shishov et al., 2004). Igualmente la escuela norteamericana de clasificación de suelos, tiene en cuenta en la Soil Taxonomy el horizonte antrópico (Soil Survey Staff, 2003), e inclusive se trabaja duramente en esta línea en estos momentos, con el grupo de trabajo del ICOMANTH (2002); y se pretende en un futuro abrir un nuevo Orden de Antrosoles o que se incluya el horizonte anthric para clasificar a nivel de suborden (Galbraith, 2004). Estos mismos principios se aplican también en la clasificación de suelos de China que gracias a los trabajos de más de 20 años del profesor Gong Zi Tong, se incluye el factor antrópico en la nueva versión de clasificación de suelos de este país (GRGChST, 2001). Esto nos lleva a pensar en nuestra clasificación genética de los suelos de Cuba y su fundamento en la fórmula neodockuchaviana, que sigue el principio de: Factores de formación de suelos, da lugar ---- Procesos de formación de suelos, que conlleva a --- Formación natural de Tipos de suelos. No obstante, a la luz de los aportes recientes de los estudios de la influencia antrópica en la formación de los suelos, pensamos que esta fórmula neodockuchaviana debe transformarse en la forma siguiente (figura 1): 1. Poco intensa (suelos normales) Acciones 2. Mediana intensa Factores Procesos Suelos Antropogénicas (suelos, (parcialmente edafogenéticos edafogenéticos (Propiedades, (transformaciones) transformados) Función) 3. Muy intensa (suelos degradados: Agrosoles y Erosoles, también Antrosoles). Figura 1. Concepción de la fórmula nueva neodokucahaviana, incluyendo los factores antrópicos en la formación del suelo Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 159 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo Es decir, tendríamos Erosoles cuando la degradación conlleva a procesos de degradación intensa por erosión y Agrosoles cuando esta degradación es debida a la acción del cultivo intensivo con formación del horizonte agríco y además Antrosoles cuando son suelos hechos por el hombre. En estos momentos en nuestra clasificación tenemos el Orden Antrosoles con 3 tipos genéticos: Hidromórfico Antrópico, cuando son suelos degradados por la hidromorfía provocada por el hombre; Salino Antrópico, cuando son suelos degradados por la salinización secundaria y Recultivado Antrópico, cuando son suelos hechos por la acción del hombre, con rellenos de tierra, aplicaciones de camadas de turba, etc. Pensamos que este capítulo recién se inicia en nuestro país y está abierto en el futuro, hay que recordar que Cuba es un territorio de fuerte influencia antropogénica en medio tropical y en este sentido, se puede aportar muchísimo a esta problemática de la clasificación de suelos Antropogénicos o Antrosoles hoy día, tanto a nivel nacional como internacional. Por esto pensamos que a los tipos anteriores se podrían agregar Erosoles y Agrosoles, si se buscan parámetros de degradación por la erosión o por la influencia de agricultura intensiva, respectivamente. El problema está en buscar los índices de diagnóstico de los horizontes que caractericen a los procesos de degradación por la influencia antropogénica o a los suelos hechos pro el hombre. En la última versión de clasificación de suelos de Cuba (Hernández et al., 1999), se abrió esta problemática, es necesario su aplicación completa tanto en la docencia como en el servicio de suelos para continuar profundizando en esta problemática, de significación internacional actualmente. 9. LOS PROBLEMAS DE LA INVESTIGACIÓN SOBRE EL USO Y MANEJO DE LOS SUELOS Y LOS CGS En Cuba en las investigaciones en la rama agrícola se realizan estudios diferente, ya sea en fitotecnia, aplicación de biofertilizantes, prueba de variedades, etc y en la mayoría de los casos se pone el nombre del suelo solamente, por ejemplo: “la investigación se llevó a cabo en suelo Ferralítico Rojo” otras veces en suelo Pardo, o en Vertisol; y en algunos casos se pone algunos datos de la profundidad de 0-20 cm del suelo en investigación. Sin embargo, los resultados que hemos presentados, demuestra que con los Cambios Globales en los Suelos, principalmente por el cambio del uso de la tierra, cambian las propiedades del suelo, y por tanto en dependencia del estado de dichas propiedades, será la respuesta del suelo a un cultivo determinado que está bajo investigación con tal o cual medida que se aplica. Hay que tener en cuenta que en los 10 perfiles que estudiamos, solamente el perfil 2, bajo arboleda de ficus, es clasificado en la versión actual como Ferralítico Rojo Lixiviado húmico, mientras que los otros, como Ferralítico Rojo Lixiviado típico, ya que en nuestra clasificación aún no se incluyen los parámetros de la influencia de la formación agrogénica en las propiedades del suelo. Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 160 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo Por esto en nuestra opinión, pensamos que es necesario que en todo caso se haga la descripción del perfil y su caracterización ya que de esa forma tendríamos el estado actual de las propiedades del suelo y no lo remitimos a un nombre determinado. Esto debe tenerse en cuenta al menos en los proyectos de investigación y las tesis para alcanzar el grado de Máster o Doctor en Ciencias. 10. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 1. Los CGS en los suelos Ferralíticos Rojos Lixiviados están dados por el cambio de uso de la tierra y el cambio climático. 2. En los 10 perfiles estudiados del suelo Ferralítico Rojo Lixiviado (FRL) existe una regularidad del cambio de las propiedades de los suelos por el cambio del uso de la tierra, en las siguientes propiedades: estructura del suelo, el contenido en materia orgánica, la densidad aparente, la porosidad total, el factor de dispersión y en el color del horizonte húmico acumulativo. 3. Los cambios se manifiestan principalmente en los primeros 40-50 cm de la parte superior del perfil de suelo. 4. En los suelos FRL sometidos a cultivo intensivo durante muchos años, sin medidas de mejoramiento, se manifiesta un proceso de degradación, dado por un factor de dispersión alto, estructura de bloques subangulares y a veces prismáticos, formación de un piso de arado, disminución fuerte en el contenido en materia orgánica (menos de 2%), compactación del suelo y disminución de su porosidad total. 5. El perfil de suelo estudiado bajo arboleda de ficus constituye una variante excepcional en la actualidad para estos suelos, ya que en él se manifiestan propiedades de la formación natural del suelo, muy difícil de encontrar hoy día en las regiones donde se distribuye este tipo de suelo. 6. Se presenta una hipótesis sobre el aumento de pH en estos suelos, en regiones con cultivo intensivo, que está ocurriendo hoy día, debido principalmente al funcionamiento del suelo, el cultivo intensivo con aplicaciones de riego y el cambio climático. 7. Se recomienda establecer los parámetros que identifiquen el horizonte de diagnóstico ágrico, como resultado del cultivo intensivo en estos suelos. 8. Debe estudiarse las bases de la clasificación en estos suelos, en el futuro, teniendo en cuenta los resultados obtenidos. 9. Es necesario preparar un proyecto de investigación para comprobar la hipótesis emitida sobre el aumento de pH en estos suelos. 10. Mantener el área del suelo bajo arboleda de ficus como una reserva de la formación natural de estos suelos. Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 161 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo 11. Establecer un paquete de medidas de mejoramiento para estos suelos cuando se encuentran degradados, sobre la base de aplicación de abonos orgánicos y de subsolador. 11. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Alfonso, C.A. 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Toda esta concepción es válida y es la enseñanza que recibimos en nuestros estudios y a partir de ahí se viene realizando desde la época precolombina diferentes manejos de los suelos para producir alimentos. De esta forma podemos asumir que los suelos han sido el sostén de la alimentación humana durante su evolución. En una primera instancia, la siembra de productos alimenticios fue en equilibrio con la naturaleza, pero ha medida que el hombre fue haciendo nuevos descubrimientos, esta producción se fue intensificando hasta los momentos actuales, en que estamos ante una situación mundial grave, debido a lo que se conoce como Cambios Globales. Se ha creado el reforzamiento del efecto invernadero, con el calentamiento global de la atmósfera, que conlleva a cambios climáticos, además de el deshielo de los glaciares. Existen muchas citas al respecto, pero quizás la más elocuentes la de Crutzen y Stoermer (2000), que prácticamente plantean que estamos ante un cambio de era que llaman “Antropoceno”, y que fijan como comienzote esta era el descubrimiento de la ingeniería del vapor, en el año 1784. Es decir, que estamos ante una crisis ambiental mundial. Desde el punto te vista edafológico esta crisis ambiental afecta considerablemente, lo que se evidenció en 1990 con el trabajo de los edafólogos holandeses (Oldeman et al., 1990), donde presentaron que la degradación del suelo en el mundo aumentó en el período 19451990 en un 17%, y dentro de esto, para Centroamérica y México se registra el mayor porcentaje (28.4%). Esta degradación de los suelos tan desmesurada se achaca a las altas tecnologías aplicadas en la llamada Revolución Verde o Revolución Científico Técnica en la Agricultura, que conllevó a una política de altos insumos (fertilizantes, pesticidas, riego, mecanización, etc) en la obtención de altos rendimientos de los cultivos. 2. POLÍTICA DE ALTOS INSUMOS DEGRADACIÓN DEL SUELO EN LA AGRICULTURA Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma Y LA 166 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo La política de altos insumos se practicó y aún se practica en la mayoría de los países y se hizo sin atender las condiciones edafológicas y remejoramiento. Así, es bien conocido que la aplicación de fertilizantes se realiza muchas veces sin tener en cuenta el contenido de nutrientes de los suelos, ni las exigencias del cultivo, igualmente, el riego reaplica sin tener en cuenta las normas de riego y las medidas de drenaje que deben acompañarse en las regiones con drenaje deficiente. Igualmente la mecanización excesiva que ha conllevado a la destrucción agrotécnica y el surgimiento de la compactación en el suelo. Además de esto, se tiene los problemas de los países subdesarrollados con la agricultura migratoria y el desconocimiento de las tecnologías de conservación y mejoramiento de los suelos. Por esto, hay muchos cambios en las propiedades de los suelos que pensamos posiblemente constituyen procesos de degradación del suelo que en cuantía son peores que los planteados por Oldeman et al, hace 15 años. Ejemplos de esto lo tenemos en Cuba, México, Nicaragua, Islas del Caribe, etc. Por ejemplo en Cuba la política de riego sin tener en cuenta las condiciones edafológicas para el mejoramiento, en regiones tropicales subhúmedas secas en las provincias orientales, conllevó al surgimiento de la salinización secundaria. Además la explotación desmesurada de casi 4 siglos en suelos muy buenos (Ferralsoles y Nitisoles ródicos) de la llanura Habana-Matanzas, trajo como consecuencia la disminución del contenido de materia orgánica, el cambio de la estructura del suelo y en muchos casos el surgimiento de un piso de arado en la parte superior del horizonte B. En estos momentos se trabaja aceleradamente en la producción de MO, pero aún no se trazan las directrices científicotécnicas para lograr la eficiencia de esa aplicación y medir la evolución de las propiedades de los suelos con un manejo adecuado. Esto lo estamos introduciendo en estos momentos con el desarrollo de 2 Sectores de Referencia. En México hay situaciones alarmantes también, por ejemplo en Tapachula de Chiapas pude observar hace 4 años la explotación desmesurada de suelos buenos en las llanuras del soconusco por el cultivo de la papaya. En esa región el productor arrienda terrenos a los ejidatarios e implementa una tecnología en la plantación de papaya que conlleva a un paso continuo de los cosechadores que compactan el suelo. Así después de 4-6 años el suelo se compacta y el productor cambia hacia otro lugar. El paso continuo de los cosechadores conlleva no solo a la compactación del suelo, sino a que no se logre una cobertura del mismo y de esa forma ese suelo desnudo y compacto entre los papayos, se erosiona poco a poco. Así va quedando toda esa llanura degradada, solamente se mantiene un buen manejo en las plantaciones de mango con gramíneas intercaladas entre los árboles. Un problema igual o peor lo detecté en áreas cañeras de Veracruz, en el central Motzorongo, donde la formación de suelos natural es de Acrisoles, Nitisoles y Ferralsoles muy humificados, con un espesor superior de 30-40 cm con 6-8% de materia orgánica y Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 167 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo una estructura ideal nuciforme granular. Sin embargo la explotación agrícola de la región con caña de azúcar, con quema y requema, ha conllevado entre 60 años (1930-1960) aproximadamente, a la pérdida de casi la mitad de ese espesor de horizonte húmico superior. Hace 2 años tuve la estancia de 1 mes en ese lugar y ya pude observar que habían áreas con el espesor superior de 10-15 cm solamente y el rendimiento en caña en esas parcelas no llegaba a las 60 t.ha-1 solamente. Además pude comprobar que por la erosión y la quema y requema se estaba perdiendo tanto nitrógeno como el que se aplica por la fertilización, a pesar que se hace una fertilización muy racional fundamentada en estudio del contenido de nutrientes del suelo, desde hace 15 años. ¿Qué va a pasar entonces con los cañeros de esa región dentro de 10-15 años más, cuando siga perdiéndose el suelo y entonces el sistema radical del cultivo tropiece con un horizonte B argílico y con saturación de 15-50% en aluminio cambiable y pH ácido? Esto sin entrar a considerar que en 2-3 años más en México se introduce la fructosa desde los Estados Unidos y entonces para poder competir con esto los cañeros tendrán que elevar su rendimiento y disminuir sus costos. Otro ejemplo lo podemos observar aquí en Nayarit, en la llanura fluvial-deltaica del llanura costera norte, donde por el cultivo intensivo de sorgo y frijol, al parecer suelos Feozem fértiles han sido degradados a suelos que se clasifican en estos momentos como Cambisoles con menos de 1% de materia orgánica y una capa de suelo entre 20-40 cm compacta. Debe destacarse que para esta región Bojórquez (1999) hace una serie de recomendaciones de manejo de los suelos en la zona de Tuxpan, incluso recomendando la utilización de Sistemas de Información Geográfica, pero hasta el presente no se han hecho proyectos al respecto. La situación consiste que muchas veces la problemática de uso y manejo racional de los suelos no es vendible en los proyectos, sino que aunque no en todas las ocasiones, se encubre dentro de proyectos de manejo de cultivos, ganadería o forestales. Estos ejemplos los hemos visto en otros lugares y están presentes aún mas crudamente en Africa, continente donde la desertificación y la pobreza extrema está haciendo estragos incalculables. Estos problemas conmueven al mundo científico técnico desde que Oldeman y colaboradores presentaron los resultados sobre la evaluación de la degradación de suelos a nivel mundial. Por esto a partir del año 1992 surgió la llamada Cumbre de la Tierra, celebrada en Brasil y posteriormente las Convenciones de las Partes, incluyendo Kyoto, Johannesburgo e incluso regionales. A partir de este momento surgió un nuevo paradigma en la agricultura, que consiste en otras formas de manejo, llamado de diferentes maneras: “Manejo Agroecológico”, “Manejo Sostenible”, “Agricultura Orgánica”, etc.; que en cierta forma trata de eliminar la agricultura de altos insumos y sustituir la aplicación intensa de fertilizantes por biofertilizantes, compostas, humus de lombriz, etc. Ahora bien, qué se ha hecho o se hace la mayoría de las veces: Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 168 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo Búsqueda de fuentes de materia orgánica Concepción ideal de una agricultura puramente orgánica En el mejor de los casos se va a la experimentación agrícola, pero siguiendo el modelo antiguo de aplicar abonos orgánicos, con o sin biofertilizantes, bajo un diseño estadístico y analizando cual es el mejor rendimiento según el manejo aplicado. Entonces cabe la pregunta ¿Es este el tipo de manejo que se necesita para poder recuperar o mejorar los suelos? En ninguno de los esquemas anteriores encontramos la respuesta, no sabemos en que magnitud se mejoran o mejor dicho evolucionan las propiedades de los suelos. Por ejemplo, si aplicamos diferentes cantidades de humus de lombriz para un cultivo como la caña de azúcar, cómo sabemos la norma si no conocemos el status de niveles de fertilidad del suelo, además que tampoco sabemos la duración de la efectividad del mejorador orgánico, lo mismo podríamos decir con la aplicación de un biofertilizante a base de micorrizas. Además hay que considerar las diferencias que hay entre los suelos, que en una región pueden presentarse distinto grupos de suelos. En nuestra opinión la solución de estos problemas está en los llamados Sectores de Referencias o en el peor de los casos contar con “Parcelas Controladas”. 3. TECNOLOGÍA DE SECTORES DE REFERENCIA Como se mencionó en un capítulo anterior, los Sectores de Referencia es una tecnología que combina el estudio de las características y evolución de las propiedades de los suelos y su manejo sobre la base de técnicas de avanzada como es la implementación de los Sistemas de Información Geográfica. Los Sectores de Referencia se conocen a partir de estudios realizados por los franceses Favrot (1989, 1992), Favrot y Bouziques (1994), aplicado en áreas relativamente poco extensivas (menores de 1000 ha) y que representan una unidad pequeña de un paisaje representativo (región geográfica). En el Sector elegido, es necesario hacer un levantamiento topográfico y este plano se toma como base para realizar una cartografía de suelos en escala detallada (1:10 000 o más detallada, en relación con el áre aseleccionada). El levantamiento cartográfico de los suelos debe hacerse a pie, con ayuda de una brújula o un teodolito, con transectos fijos, distanciados uno de otro según la escala seleccionada. Se van haciendo sondeos con la barrena de suelos y con la implementación de planillas elaboradas previamente, se clasifican los suelos y redeterminan los factores limitantes agroproductivos, así como se registran las características del área, clima, relieve, vegetación, etc. Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 169 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo Con la información recopilada por los sondeos con barrena o puntos de mapeo, se van delimitando las diferentes variaciones de los suelos. Ya con el mapa de suelos confeccionado, se toman los perfiles de suelos y sus muestras correspondientes. Paralelamente se hace lo que llamamos el muestreo agroquímico que no es más que un muestreo de la capa superficial del terreno (0-20 cm) de toda el área que se estudia. Las normas de muestreo están establecidas para diferentes suelos y cultivos tropicales en las condiciones de Cuba. Este trabajo también se va realizando paulatinamente, dividiendo el terreno (con el plano topográfico) en parcelas elementales que se muestrean. Todas las muestras conllevadas a un laboratorio para los análisis correspondientes. Mientras se realizan los análisis de suelo, los mapas elaborados en el campo, en papel, son llevados a una computadora, digitalizándose y aplicando un SIG. En el SIG se ponen las diferentes capas, de infraestructura de la región, con sus lílites, de las separaciones de suelos, de los factores limitantes. Posteriormente se incorpora los resultados del análisis de fertilidad. De esta forma se obtienen mapas individuales de los elementos nutritivos y de los factores limitantes. Con este trabajo básico, se diseñan las variantes de manejo de suelos que se desee, en los suelos que interesen. Cada suelo con sus factores limitantes representan un polígono diferente y los experimentos que se lleven en ellos parten de una base de datos con las características iniciales de los suelos y las variantes que se estudian. Después a medida que avanza el experimento, y se van tomando los resultados, se monitorean las propiedades de los suelos y en un período de 3-4 años se pueden sacar conclusiones de cómo van evolucionando estas propiedades con los tratamientos seleccionados, además del procesamiento estadístico para seleccionar el mejor rendimiento de cultivo con el tratamiento de manejo. 4. UN EJEMPLO PARA NAYARIT Llanura Costera Norte. Todos sabemos que en la zona de Tuxpan, en alturas entre 10-15m sobre el nivel del mar, en pendientes de 1%, en suelos clasificados actualmente como Cambisoles, durante 30 años se ha estado aplicando una agricultura intensiva para cultivos como sorgo y frijol. En nuestra opinión los suelos antiguamente eran Feozems, pero con el cultivo intensivo, los primeros 40 cm están empobrecidos en materia orgánica, con un color en seco muy claro y con una densidad aparente alta motivado por la compactación en la capa entre 20 y 40 cm de profundidad. Supongamos que deseamos sustituir en parte la aplicación de fertilizantes y apliquemos humus de lombriz, entonces conocemos que para las condiciones de Cuba en general la norma a aplicar de este abono es de 4 t.ha-1. Entonces tenemos la disyuntiva que si esa es la norma correcta para esta región y además como funcionaría como sustituto de una parte de Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 170 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo la cantidad de fertilizantes a aplicar. Además consideramos que este manejo contribuye al mejoramiento de las propiedades de los suelos. Entonces partiendo de un Sector de Referencia (SR), se selecciona un polígono de suelo relativamente alto para montar un diseño experimental (bloques al azar o cualquier otro) tomando como cultivo el sorgo. Se pueden trazar variantes 0, 2, 4, 6, 8 t.ha-1 o las que queramos, igualmente pueden hacer variantes combinadas con y sin aplicación de fertilizantes. Se hace una base de datos del suelo en cuestión y se aplican todas las medidas que se hacen en la región para este cultivo. Así, en la base de datos , por ejemplo se ponen las características del suelo: Unidad de suelo: Contenido en materia orgánica (%C) Contenido en P asimilable Contenido en K asimilable Densidad aparente Densidad real Porosidad total Porosidad de aeración Factor de dispersión pH Actividad biológica Norma a aplicar Rendimiento obtenido Fecha Estas características y otras mas que se deseen, se monitorean, algunas cada 2 meses, otras anualmente y así se va haciendo una evaluación de las propiedades de los suelos que en el transcurso de 4-6 años podría ensayarse modelos matemáticos que nos indicarían la efectividad de uno u otro tratamiento para ese suelo, en las condiciones climáticas de la región. Como en el SR pueden presentarse algunas otras variantes de suelo, entonces se podría experimentar con estas variantes al mismo tiempo. De la misma forma, para esa región que es la llanura costera norte, se podrían hacer otros SR en áreas que se deseen, ya sea en la zona de barras u otra cualquiera. Los SR en nuestra opinión resulta de esta forma la herramienta más eficaz para lograr un manejo conservacionista de los suelos en la explotación agrícola de cualquier región. 5. LAS PARCELAS CONTROLADAS En ocasiones no existe la posibilidad de implementar los SR, ya sea por su costo, ya sea porque se cuenta con parcelas poco extensivas. En este caso se establecen parcelas Hernández Alberto, Ascanio Miguel, Morales Marisol, Bojórquez Irán y García Norma 171 El suelo: Fundamentos sobre su formación, los cambios globales y su manejo controladas, mediante gráficos o esquemas y se identifican los suelos y factores limitantes, además del muestreo agroquímico. En estos casos se sigue un esquema similar a los SR, pero sin las ventajas de poder aplicar un SIG que nos muestra en forma electrónica y rápidamente la evolución del suelo y los rendimientos que se obtienen. De todas formas resulta un método eficaz para que el productor pueda lograr una agricultura conservacionista. Si se tiene la voluntad, ya sea mediante una empresa o una organización de productores, se pudiera crear un grupo que estableciera este tipo de servicio a los productores y poco a poco se va creando una conciencia de agricultura conservacionista en el estado, conjuntamente con el manejo apropiado y reduitable de los suelos y cultivos. 6. REFRENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Bojórquez, I. (1999): Evaluación de Tierras del Municipio de Tuxpan, Nayarit. Tesis para obtener el Grado de Doctor en Ciencias (Biología). Universidad Nacional Autónoma de Nayarit, México, 141p. Crutzer P.J. y Stoermer E.F. (2000): The “Anthropocene”. In: Newsletther Global Change. IGBP Program No. 41:17-18. 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