Elementos principales del suelo, geodinámica y dinámica de

Elementos principales del suelo, geodinámica y dinámica de
los principales componentes del suelo
Carlos Ibañez N., Shirley Palomeque D. & Francisco Fontúrbel R.
1. Introducción
El suelo es una parte fundamental de los ecosistemas terrestres. Contiene agua y elementos
nutritivos que los seres vivos utilizan. En el se apoyan y nutren las plantas en su crecimiento y
condiciona, por tanto, todo el desarrollo del ecosistema.
El suelo se forma en un largo proceso en el que interviene el clima, los seres vivos y la roca
más superficial de la litosfera. Este es un proceso de sucesión ecológica en el que va
madurando el ecosistema suelo. La roca es meteorizada por los agentes metereológicos
(frío/calor, lluvia, oxidaciones, hidrataciones, etc.) y así la roca se va fragmentando. Los
fragmentos de roca se entremezclan con restos orgánicos: heces, organismos muertos o en
descomposición, fragmentos de vegetales, pequeños organismos que viven en el suelo, etc.
Con el paso del tiempo todos estos materiales se van estratificando y terminan por formar lo
que llamamos suelo.
Siempre se forman suelos muy parecidos en todo lugar en el que las características de la roca
y el clima sean similares. El clima influye más en el resultado final que el tipo de roca y,
conforme va avanzando el proceso de formación y el suelo se hace más evolucionado, menos
influencia tiene el material original que formaba la roca y más el clima en el que el suelo se
forma.
Ibañez, C., S. Palomeque & F. Fontúrbel. 2004. Elementos principales del suelo, geodinámica y dinámica de los
principales componentes del suelo. En: Fontúrbel, F., C. Ibáñez & G. Abruzzese (eds.) El Recurso Suelo: Bases
Edafológicas, Problemática, Administración Y Contaminación. CD–ROM interactivo, Ed. Publicaciones
Integrales, La Paz. ISBN 99905–0–450–4
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Existen factores que influyen en la formación de los suelos y si estos son alterados pueden dar
lugar a una contaminación severa de los suelos produciendo una erosión y desertificación de
estos que con el transcurso del tiempo, dando lugar a un empobrecimiento de macro y
micronutrientes en el suelo y la deficiencia de oligoelementos esenciales para la presencia de
de invertebrados,
y de igual forma para que se pueda dar lugar la descomposición de la
materia orgánica.
De igual forma en el suelo viven una gran cantidad de bacterias y hongos, tantos que su
biomasa supera, normalmente, a todos los animales que viven sobre el suelo.
En la zona más superficial, iluminada, viven también algas, sobre todo diatomeas. También se
encuentran pequeños animales como ácaros, colémbolos, cochinillas, larvas de insectos,
lombrices, etc.
Las lombrices tienen un especial interés. Son, dentro de la fauna, las de mayor presencia de
biomasa, y cumplen un importante papel estructural pues sus galerías facilitan el crecimiento de
las raíces y sus heces retienen agua y contienen importantes nutrientes para las plantas.
Los suelos no siempre son iguales cambian de un lugar a otro por razones climáticas y
ambientales, de igual forma los suelos cambian su estructura, estas variaciones son lentas y
graduales excepto las originadas por desastres naturales.
El suelo está formado por varios componentes: rocas, arena, arcilla, humus o materia orgánica
en descomposición, minerales y otros elementos en diferentes proporciones.
El conjunto de alteraciones que sufren las rocas, hasta llegar a constituir el suelo, se denomina,
meteorización; proceso que consiste en el deterioro y la transformación que se produce en la
roca al fragmentarse por acción de factores físicos, químicos, biológicos y geológicos.
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Por este motivo estudiaremos los elementos principales del suelo, su estructura y el grado de
contaminación de los diferentes tipos de suelos a través de la deficiencia o alteración de sus
elementos.
2. Formación y composición del suelo
En el suelo encontramos materiales procedentes de la roca madre fuertemente alterados, seres
vivos y materiales descompuestos procedentes de ellos, además de aire y agua. Las múltiples
transformaciones físicas y químicas que el suelo sufre en su proceso de formación llevan a
unos mismos productos finales característicos en todo tipo de suelos: arcillas, hidróxidos, ácidos
húmicos, etc.; sin que tenga gran influencia el material originario del que el suelo se ha formado.
La formación de los suelos es un proceso muy complejo y muy lento, ya que –según Smith &
Smith 2001– involucra cinco factores independientes entre sí:
1) El material madre: también llamado roca madre, que es la fuente de material mineral
que proviene de la solidificación del magma proveniente del centro de la Tierra. El suelo
se encuentra sólo el material madre residual.
2) El clima: influye notablemente en la formación del suelo, ya que los fenómenos
atmosféricos que en su conjunto determinan el clima son los responsables de la
meteorización, el lavado y gran parte del transporte de los materiales en el suelo.
3) Los factores bióticos: el suelo es un sistema vivo, y por lo tanto todas las especies de
plantas, animales y microorganismos que viven en él lo modifican y son responsables de
buena parte de los procesos de reciclaje de los materiales.
4) La topografía: la topografía se entiende como el contorno del terreno y afecta la
cantidad de agua que entra al suelo, puesto que penetrará más agua en un terreno llano
que en uno pendiente.
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5) El tiempo: el tiempo es el factor fundamental para la formación de los suelos, ya que los
procesos de la edafogénesis son muy lentos, se ha estimado que la formación de un
suelo maduro requiere de 2.000 a 20.000 años, de acuerdo con la acidez, la lixiviación y
los factores de la geodinámica externa de la Tierra.
Composición del suelo
La composición del suelo tiene los siguientes elementos principales:
a) Fracción mineral.
Fragmentos minerales del suelo
Pedruscos > 256 mm
Guijarros 64 a 256 mm
Grava 4 a 64 mm
Gravilla 2 a 4 mm
Arena gruesa 1 a 2 mm
Arena 0.2 a 2 mm
Arena fina 0.02 a 0.2 mm
Limo 0.002 a 0.02 mm
Arcilla < 0.002 mm
Respecto a su naturaleza química, en principio parecería que no debe haber relación entre
tamaño y composición química, pero en un suelo medianamente maduro, se ve que, como
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resultado de los procesos de formación que originan el suelo, la fracción de las arcillas está
formada, principalmente, por silicatos con aluminio y hierro (caolinita, montmorillonita, etc.) y las
arenas son, sobre todo, granos de cuarzo con algunas micas. El pequeño tamaño de los granos
de arcilla hace que esta fracción del suelo tenga una gran superficie por unidad de masa (1 g de
arcilla suma de 25 a 900 m2 de superficie). Esto tiene importantes consecuencias porque facilita
fenómenos que necesitan una gran superficie para producirse, como absorciones, algunas
reacciones químicas, retención de agua, etc. Otra propiedad característica de la arcilla es que
fluye cuando se encuentra sometida a presión por lo que las laderas arcillosas tienen
deslizamientos con facilidad.
b) Propiedades del suelo según su composición.
Arenoso arcilloso calizo
Permeabilidad alta nula media
Almacenamiento de agua poco mucho poco
Aireación buena mala buena
Nutrientes pocos muchos mucho calcio
c) Fracción orgánica.
En todo suelo hay materia orgánica, llamada humus. En un suelo del desierto puede estar en
una proporción del 1%, mientras que en la turba la proporción llega al 100%. Una cifra media
común a bastantes suelos sería la de un 5% (2% de carbono). Está formada por restos de
organismos muertos, excreciones, etc., tan profundamente transformados que ya no puede
advertirse, normalmente, su estructura original.
Su composición química es muy variada, pero como conforme pasa el tiempo los productos
orgánicos que son más fácilmente degradables van desapareciendo, al final van quedando en
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mucha más proporción las moléculas orgánicas con enlaces resistentes a la degradación
biológica (moléculas aromáticas con abundancia de ciclos y anillos, fenoles, funciones ácidas,
etc.).
d) Factores físicos.
Las grandes rocas sometidas a la acción del hielo, la lluvia, los vientos, las variaciones de
temperatura y muchos otros factores, se rompen, formando rocas cada vez más pequeñas.
La Litosfera hace millones de años, era sólo un conjunto de valles y montañas rocosas y la vida
sólo existía en las aguas. Gracias a la acción de los vientos, la lluvia, sismos intensos y el
deshielo, grandes masas de rocas se rompieron y al caer de las montañas se desmenuzaron en
partes más pequeñas que se acumularon en los valles.
En esta etapa de meteorización, las rocas sufrieron principalmente cambios físicos.
e) Factores químicos.
Los minerales de las rocas, al entrar en contacto con el agua o el aire, se disuelven o se oxidan,
dando origen a sustancias con propiedades diferentes a las de los minerales primitivos.
Entre las piedras del suelo, se fue infiltrando el agua y el aire. El agua comenzó a disolver
diferentes materiales, a mezclarlos, y el oxígeno del aire, a su vez, inició su oxidación logrando,
entre ambos, una lenta descomposición de las rocas y la formación de nuevos compuestos de
pequeño tamaño y espesor. En esta etapa de meteorización, las rocas sufrieron cambios
químicos.
f) Factores biológicos
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Los animales y plantas hacen que las rocas se fragmenten en trozos más pequeños, por la
presión de las raíces de las plantas al crecer y por la acción de los animales al excavar; estos
restos de animales y plantas a través del tiempo después de un proceso largo de
descomposición, forman lo que se llama humus.
El Humus: no es mas que materia orgánica en descomposición que se encuentra en la capa
superficial de la corteza terrestre como consecuencia de la descomposición de
restos de
vegetales y animales muertos.
Mientras más humus se encuentre en un terreno más fértil es. Pero es importante saber que el
humus se agota entre otras razones por la tala, la quema, y la mala utilización del terreno entre
otras.
g) Factores geológicos.
Los terremotos, movimientos sísmicos, derrumbes y temblores son los principales factores
geológicos que causan cambios bruscos en el relieve, por consiguiente el factor geológico es de
suma importancia en la formación del suelo, éste afecta la erosión y deposición del material
rocoso.
Los suelos no son todos iguales entre sí, porque varía la cantidad y calidad de partículas
minerales y orgánicas que los componen.
Principales elementos químicos de la composición del suelo
La siguiente tabla (basada en Villee et al. 1992) muestra los principales nutrientes del suelo y
sus funciones:
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Tabla 1: Principales elementos y funciones de ellos en el suelo.
Elemento
Funciones principales
Tipo
Carbono
Estructural, en carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos Macronutriente
nucleicos
Hidrógeno
Estructural, en carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos Macronutriente
nucleicos
Oxígeno
Estructural, en carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos Macronutriente
nucleicos
Nitrógeno
Estructural, en proteínas, ácidos nucleico, clorofila y algunas Macronutriente
coenzimas
Macronutriente
Fósforo
Estructural, en ácidos nucleicos, fosfolípidos y ATP
Calcio
Estructural, en la lamela media de la pared celular. Micronutriente
Fisiológica, en la permeabilidad de la membrana
Magnesio
Estructural, en la clorofila. Fisiológica, como activador Micronutriente
enzimático en el metabolismo del carbono
Micronutriente
Azufre
Estructural, en algunos aminoácidos y vitaminas
Potasio
Fisiológica, en la ósmosis y balance iónico, activador Micronutriente
enzimático
Cloro
Fisiológica, en el balance iónico, participa en las reacciones Micronutriente
lumínicas de la fotosíntesis
Micronutriente
Hierro
Fisiológica, forma parte de algunas enzimas
Manganeso
Fisiológica, forma parte de las enzimas que participan en la Micronutriente
fotosíntesis y el metabolismo del nitrógeno.
Cobre
Fisiológica, forma parte de las enzimas que intervienen en la Micronutriente
fotosíntesis
Zinc
Fisiológica, forma parte de las enzimas que intervienen en la Micronutriente
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fotosíntesis y en el metabolismo del nitrógeno
Molibdeno
Fisiológica, forma parte de algunas enzimas que intervienen Micronutriente
en el metabolismo del nitrógeno.
Fisiológica, su papel aun no está bien definido, pero participa Micronutriente
Boro
en el transporte de membrana y en la utilización del calcio.
Si bien los micronutrientes se necesitan en pequeñas cantidades, son igual de importantes que
los macronutrientes ya que tienen papeles muy importantes en el metabolismo de las plantas,
ya que la mayoría actúa como cofactor enzimático.
3. Estructura
El proceso de formación del suelo termina por estructurar a los materiales en unos estratos o
capas característicos a los que se denomina horizontes. El conjunto de estos horizontes da a
cada tipo de suelo un perfil característico.
Tradicionalmente estos horizontes se nombran con las letras A, B y C, con distintas
subdivisiones: A0, A1, etc.
Estas capas son:
9 Horizonte A0: el horizonte A0 es el más superficial y en él se acumulan hojas, restos de
plantas muertas, de animales, etc.
9 Horizonte A o suelo: está formado por partículas muy pequeñas de minerales y
abundante humus o materia orgánica. Su color es oscuro. Es la parte de la Litosfera
(geografía) apta para el cultivo. El Horizonte A puede desaparecer fácilmente a causa de
la erosión, la tala y la quema de la vegetación. el horizonte A acumula el humus por lo
que su color es muy oscuro. El agua de lluvia lo atraviesa, disolviendo y arrastrando
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hacia abajo iones y otras moléculas. A esta acción se le llama lavado del suelo y es
mayor cuando la pluviosidad es alta y la capacidad de retención de iones del suelo es
baja (suelos poco arcillosos). En los climas áridos el lavado puede ser ascendente,
cuando la evaporación retira agua de la parte alta del suelo, lo que provoca la llegada de
sales a la superficie (salinización del suelo).
9 Horizonte B o subsuelo: se encuentra debajo del suelo. Está formado casi
exclusivamente por piedras medianas y pequeñas. Posee además, cantidades muy
pequeñas de materia orgánica proveniente, casi exclusivamente, de la descomposición
de raíces profundas. Este horizonte contiene acumulación de silicatos, arcillas, hierro,
aluminio y humus. Puede existir un horizonte de transición BC.
9 Horizonte C o material rocoso: es la capa más profunda de la Litosfera. Compuesta por
rocas de gran tamaño (producto de la meteorización de la roca madre), que según se
desintegren a causa de factores físicos y químicos, van originando el subsuelo y el
suelo. En esta capa no hay vida.
9 Horizonte D o roca madre: contiene al material madre del suelo.
Fig. 1: Horizontes del suelo – esquema ilustrativo (tomado de imágenes Google)
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4. Tipo de suelos
En los suelos más simples, como pueden ser los de la alta montaña, las zonas árticas o los
desiertos, sólo hay horizonte C. Otros suelos tienen horizontes A y C pero no B; y, por último,
están los que poseen los tres horizontes bien caracterizados.
Algunos de los principales tipos de suelos son:
9 Suelo desértico.- Con un horizonte A muy estrecho, con muy poco humus, apoyado
directamente sobre depósitos minerales y rocas fragmentadas.
9 Renzina. Se forma sobre calizas. Su horizonte A es negruzco o, en algunos casos,
rojizo; y carece de horizonte B. Es el suelo que se encuentra en muchos montañas
calizas de la Península.
9 Chernosiem. Horizonte A de gran espesor y de color negruzco. Se forma sobre
depósitos sueltos (principalmente de löess) en zonas con fuertes heladas invernales.
Carece de horizonte B. Es muy fértil y muy apto para el cultivo de cereales. Ejemplos de
este suelo son las llamadas tierras negras de Ucrania, las grandes estepas de Rusia,
Estados Unidos, Argentina o el Asia Central.
9 Ranker. Horizonte A con suelo muy trabado, que hace que se arranque por piezas
cuando se tira de él. Sin horizonte B. Se desarrolla sobre una roca madre poco alterada.
Es suelo típico de la alta montaña, sobre todo si se forma sobre granito u otras rocas
ácidas.
9 Podsol. Con los tres horizontes A, B y C bien diferenciados. Se forma en zonas lluviosas
y es un suelo muy lavado. Su horizonte B, de acumulación, está muy bien marcado. A
veces las acumulaciones forman costras duras y rojizas. Es un suelo muy frecuente en
bosques de pinos.
9 Tierra parda. Con los tres horizontes, pero menos lavados que los podsoles. El horizonte
B, de acumulación, está bien marcado. Es un suelo propio de zonas menos lluviosas y
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de latitudes más bajas que el podsol. Sería, por ejemplo, el característico de los bosques
de hayas y robles.
9 Lateritas. Se puede considerar como el suelo tropical típico, aunque no es propiamente
el que tiene el bosque selvático, sino el que queda al talar la selva. Con la abundancia
de lluvia en estas zonas el suelo es lavado muy intensamente y, al final, sólo queda una
mezcla de óxidos e hidróxidos de aluminio, hierro, manganeso y otros metales. Contiene
muy pocos elementos nutritivos porque su capa A es muy pequeña y es, por tanto, un
suelo muy pobre para los cultivos.
9 Permafrost. Es el suelo típico de las zonas cercanas a los polos. Está impregnado de
agua y congelado. En el deshielo, que es superficial, se forman grandes charcos. Por
sus características impide que muchos animales (p. ej. lombrices) vivan en él.
5. Contaminación de los suelos
El suelo es capaz de suministrar nutrientes a las plantas cuando se encuentran en equilibrio con
él, como sucede en los suelos vírgenes. En los cultivos existen factores de desequilibrio que
hacen imposible que lo anterior se cumpla. El primero es la fuerte exportación de material con lo
cual se interrumpen los ciclos biogeoquímicos, además se introducen especies extrañas a la
vegetación natural del suelo, con lo que se generan demandas para las que el suelo puede no
estar preparado. Aun suponiendo que las demandas estuviesen acordes con la capacidad del
suelo para suministrar nutrientes, no existe una diversidad adecuada que explore diversas
posiciones del suelo y que demande proporciones diferentes, sino que se suelen repetir los
cultivos intensificando determinadas demandas que impiden el desarrollo normal de la
alteración mineral y de la mineralización orgánica. Si todo esto fuese poco, se exigen unos
rendimientos superiores a los que se generan en la vegetación natural.
De todo lo anterior se desprende la necesidad de adicionar una serie de elementos cuyo
consumo por el cultivo excede a la capacidad de suministro del suelo, se hace imprescindible la
utilización de los abonos. La nutrición vegetal utiliza una serie de elementos químicos en
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proporciones variables, entre los considerados macronutrientes destacan los llamados
esenciales, nitrógeno, fósforo y potasio, que figuran en todos los planes de abonado de los
cultivos.
Hay dos aspectos fundamentales en la adición de estos elementos al suelo, uno que ha de
hacerse en forma iónica directa o fácilmente asimilables, y otra que nunca están constituidos
por sustancias puras sino que van acompañados de una numerosa corte de elementos, algunos
de los cuales pueden resultar nocivos para la propia planta, para sus consumidores o para las
aguas, a las que pueden pasar por lavado del suelo.
Una consecuencia que suele llevar aparejada el uso de abonos es la modificación del pH del
suelo, en diferente sentido según el tipo empleado. Si bien el principal efecto de los abonos está
relacionado con una aplicación discordante con las necesidades del cultivo, lo que provoca que
existan excesos de algunos elementos que pueden lavarse y pasar a las aguas freáticas y de
ellas a las de consumo.
Para mejor comprender las acciones que ejercen los abonos será conveniente pasar revista a
las formas más utilizadas de los elementos principales. En el caso de los abonos nitrogenados
se ha de tener en cuenta que la forma asimilable por las plantas es, primordialmente, la nítrica y
en segundo lugar la amoniacal, salvo en algunos cultivos, como el arroz, en que se hace de
forma inversa. Las formas orgánicas no suelen ser directamente asimilables, salvo casos muy
excepcionales.
Los abonos nitrogenados tienen un nivel óptimo de utilización, superado el cual no existe
incremento de rendimiento, por lo que los excedentes pueden ser lavados, si se encuentran en
forma soluble o pueden ser arrastrados desde la superficie por las aguas de escorrentía, en
ambos casos pueden llegar a las aguas freáticas o superficiales.
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Su paso a las aguas, cuando es en forma excesiva, puede resultar tóxico para los animales y
para el hombre. Los nitratos no son perjudiciales en si mismos pero pueden sufrir una reducción
hacia nitritos e incluso nitrosaminas, que sí tienen toxicidad e incluso a las últimas se las
considera cancerígenas.
Este proceso reductor puede llevarse a cabo en el intestino humano, por lo cual no es necesario
que se produzca ninguna transformación en su paso por el agua. Por ello puede resultar
peligrosa una aplicación excesiva en ciertos cultivos, como la espinaca, que pueden almacenar
grandes cantidades de nitrato cuando lo absorben de forma excesiva.
El paso a las aguas puede provocar en las mismas una sobreeutrofización (estado de
hipertrofia) que lleva a un crecimiento desmedido de la población de algas y otras formas
vegetales acuáticas. Cuando se desarrollan en exceso en la superficie, impiden el paso de luz y
evitan la proliferación de formas verdes en las zonas profundas, lo que hace disminuir la
formación de oxígeno por ellas. Simultáneamente puede surgir, al amparo de la excesiva
proliferación vegetal, un crecimiento desmedido de la microfauna, con una demanda de oxígeno
muy elevada.
La disminución en la producción de oxígeno y el aumento de la demanda puede disminuir la
aerobiosis del medio acuático e incluso convertirlo en un medio anaerobio, con el consiguiente
cambio en la microflora existente. Esta anaerobiosis hace que los procesos oxidativos que
facilitan la degradación de las innumerables sustancias orgánicas que llegan a los ríos,
decrezcan y con ello lo haga su capacidad depuradora.
Al tiempo y en el caso de los compuestos nitrogenados que nos ocupan, se puede producir una
reducción de los nitratos con formación de las sustancias tóxicas que antes apuntamos, que ya
pueden ser consumidas directamente sin necesidad de reducción intestinal. No obstante, hay
que señalar que los tratamientos oxidativos a que se someten las aguas de bebida, pueden
oxidar parte de estos compuestos.
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Tabla 2: Principales abonos nitrogenados.
Abonos nitrogenados
Sódico
Cálcico
Nitratos
Amónico
Amónico cálcico
Potásico
Sulfato
Amónicos
Fosfatos
Nitrosulfatos
Cianamida cálcica
Orgánicos
Urea
Derivados de urea
Volviendo a la forma de aplicación del nitrógeno, en la tabla adjunta se observa que son tres las
formas principales: nítrica, amoniacal y orgánica.
Las formas nítricas son de acción inmediata pero de escasa permanencia en el suelo, el
excedente de la absorción se lava con facilidad por la elevada solubilidad que presentan y la
escasa capacidad del suelo para retenerlos. Su aplicación debe hacerse de forma fraccionada
en pequeñas dosis y en suelos que no tengan una permeabilidad excesiva. Pueden ser muy
útiles para tratamientos de choque o en suelos con una actividad biológica escasa. Desde el
punto de vista de su acción sobre el suelo, las formas cálcicas y sódicas provocarán una
elevación del pH, que puede ser útil en suelos ácidos. El resto tiene poca incidencia por la
absorción simultánea del anión y el catión.
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Las formas amónicas requieren una oxidación previa por la microflora edáfica para
transformarse en nítricas, que se absorben con mayor facilidad. Tienen la ventaja de poder
fijarse en el complejo adsorbente a la espera de su utilización por lo que su lavado es menor
que en las formas nítricas. Su permanencia es mayor y puede distanciarse más su aplicación.
Pueden aplicarse a suelos más permeables sin que el riesgo de lavado sea excesivo.
La oxidación que han de sufrir no las hace adecuadas en medios reductores salvo en cultivos
que las absorban directamente, como el arroz. Esa oxidación provoca el cambio de una base
como el amonio en ácido nítrico, lo cual crea una fuerte acidificación del suelo que es
conveniente neutralizar, salvo que se apliquen a suelos básicos.
Tabla 3: Principales abonos fosfatados.
Abonos fosfatados
Fosfatos naturales
Simples
Superfosfatos
Concentrados
Derivados
Fosfato bicálcico
Nitrofosfatos
Amónicos
Escorias básicas
Ácido fosfórico
Metafosfato cálcico
Por último, las formas orgánicas son las más persistentes pero las que requieren mayor
transformación en el suelo. Son convenientes cuando la actividad biológica es elevada y el
medio es oxidante, o al menos no reviste riesgos de reducción por hidromorfía. Tienen una
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cierta tendencia acidificante, pues pasan por una fase amónica, excepto la cianamida cálcica
que por su exceso de cal es basificante.
Los abonos fosfatados son mucho menos móviles que los abonos nitrogenados por lo que el
riesgo de que pasen a las aguas freáticas es mínimo. Solo pasan a las aguas superficiales
mediante su arrastre desde la superficie del suelo por escorrentía, cuado se producen fuertes
lluvias tras su aplicación a la superficie. El riesgo que conlleva su paso a las aguas es el de la
sobreeutrofización, semejante al del nitrógeno y que ya hemos comentado.
Los fosfatos naturales pueden aplicarse al suelo directamente tras una molienda. Su asimilación
es baja por predominar la forma de fosfato tricálcico casi insoluble. Son útiles en suelos ácidos
que facilitan su solubilidad y que se ven mejorados por la elevación del pH que provoca el calcio
liberado.
De ellos se derivan una serie de sustancias, las más utilizadas son los llamados superfosfatos,
obtenidos por tratamiento de los fosfatos naturales con ácido sulfúrico. Con ello se favorece la
aparición de formas monocálcicas de mejor asimilabilidad. Es neutro o ligeramente ácido por el
exceso de sulfúrico. Cuando se utiliza el ácido fosfórico, en lugar del sulfúrico, se obtienen los
superfosfatos concentrados; en ellos la acidez residual suele ser menor.
Cuando los fosfatos naturales se tratan con ácido clorhídrico se obtiene el fosfato bicálcico, de
poco uso por su elevado coste. De forma similar pero con ácido nítrico, se obtienen los
nitrofosfatos que son abonos mixtos. Con ácido sulfúrico en exceso se puede llegar al ácido
fosfórico que puede neutralizarse con amonio y obtener el fosfato amónico o utilizarse como tal,
lo que es bastante raro.
Ibañez, C., S. Palomeque & F. Fontúrbel. 2004. Elementos principales del suelo, geodinámica y dinámica de los
principales componentes del suelo. En: Fontúrbel, F., C. Ibáñez & G. Abruzzese (eds.) El Recurso Suelo: Bases
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La mayor riqueza en fósforo la posee, después del ácido fosfórico, el metafosfato cálcico,
obtenido de los fosfatos naturales tratados con fósforo elemental. De poco uso pero muy útil en
suelos ácidos de regiones húmedas, por su escasa capacidad de fijación y baja movilidad.
Otra fuente de abonos fosfatados es la metalurgia del acero que libera como subproducto unas
escorias básicas relativamente ricas en fósforo (Escorias Thomas); tienen la ventaja de aportar
otros elementos como magnesio, hierro y manganeso, aunque no sean muy ricas en fósforo. Su
pH básico las hace utilizables en suelos ácidos de forma casi exclusiva.
Desde el punto de vista del pH del suelo, los superfosfatos y los fosfatos amónicos son
acidificantes y resultan ideales en suelos básicos. Los suelos ácidos prefieren las escorias y los
fosfatos bicálcicos.
Los abonos potásicos no suelen presentar problemas de lavado hacia las aguas por su escasa
toxicidad.
Tabla 4: Principales abonos potásicos.
Abonos potásicos
Cloruro
Sulfato
Nitrato
Metafosfato
Las formas más utilizadas son las que aparecen en la tabla adjunta.
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No suelen tener efectos notables sobre la reacción del suelo, pues o se trata de sales neutras, o
se absorben los dos componentes de la sal, o ambas cosas a la vez.
Como resumen de las acciones más importantes de los abonos sobre el pH del suelo tenemos
la tabla siguiente:
Tabla 5: Efecto de los abonos sobre el pH del suelo.
Abonos
Efecto sobre el pH
Potásicos
Sin efecto
Superfosfatos
Tendencia a una débil acidificación
Escorias
Basificantes
Amoniacales
Acidificantes
Nitratos
Tendencia a la basificación las sales sódicas o cálcicas
Cianamida cálcica
Basificante
5.1. Contaminación por sales solubles
Naturaleza de las sales solubles
Las sales pueden encontrarse en el suelo de varias formas: precipitadas bajo la forma de
cristales, disueltas en la solución, o bien retenidas, adsorbidas, en el complejo de cambio. El
contenido en sales en cualquiera de estas tres situaciones está cambiando continuamente al ir
cambiando la humedad edáfica, pasando las sales de una posición a otra. Así en el:
9 Período seco: la cristalización aumenta, las sales en solución disminuyen (aunque la
solución se concentra) y aumentan las adsorbidas.
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9 Período húmedo: el comportamiento es inverso.
En cuanto a su composición, estas sales son el resultado de la combinación de unos pocos
elementos químicos, fundamentalmente: O, Ca, Mg, Na, K, Cl, S, C, N. Estos elementos
necesarios para la formación de las sales son muy frecuentes en la corteza terrestre.
Tabla 6: Composición porcentual media de la Tierra, según Clark.
Composición de la corteza terrestre,
según Clark (en %)
Oxígeno
49,13
Silicio
26,00
Aluminio
7,45
Hierro
4,20
Calcio
3,25
Sodio
2,40
Magnesio
2,35
Potasio
2,35
Hidrógeno
1,00
Titanio
0,61
Carbono
0,35
Cloro
0,20
Fósforo
0,12
Azufre
0,10
Manganeso
0,10
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Las sales proceden fundamentalmente de la meteorización de las rocas ígneas y se acumulan
en rocas sedimentarias, suelos y aguas. Otra parte de sus iones constituyentes,
fundamentalmente cloro y azufre proceden de las emanaciones volcánicas.
La secuencia de liberación de los iones constituyentes de las rocas y minerales, su movilidad y
su facilidad para acumularse en las depresiones fisiográficas, dando suelos salinos, son
inversamente proporcionales al coeficiente de energía de estos iones.
Tabla 7: Coeficiente de energía de Fersman para los principales aniones y cationes del suelo.
Coeficiente de energía, según Fersman
ANIONES
CATIONES
NO3
0,18
K
0,36
Cl
0,23
Na
0,45
SO4
0,66
Ca
1,75
CO3
0,78
Mg
2,10
SiO3
2,75
Al
4,25
Fe
5,15
Por tanto, los nitratos, cloruros, sulfatos y carbonatos de iones alcalinos y alcalinotérreos, son
las sales que con mayor facilidad han de formarse como consecuencia de la meteorización de
la corteza terrestre.
Los elementos químicos pueden ser agrupados en cinco categorías de acuerdo con su
movilidad durante la meteorización y su capacidad de migración:
Grupo 1. Virtualmente no lavable: Si (en cuarzo)
Grupo 2. Débilmente lavable: Fe, Al, Si
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Grupo 3. Lavable: Si, P, Mn
Grupo 4. Fuertemente lavable: Ca, Na, K, Mg, Cu, Co, Zn
Grupo 5. Muy fuertemente lavable: Cl, Br, I, S, C, B
La posibilidad de encontrar estos compuestos en los suelos salinos y aguas salinas es mayor
cuanta más alta sea la categoría en que se encuentran clasificados los elementos. Los grupos
cuarto y quinto constituyen los principales compuestos acumulados como resultado del proceso
de salinización.
Las sales más frecuentemente encontradas son:
CLORUROS: NaCl, CaCl2, MgCl2, KCl
SULFATOS: MgSO4, Na2SO4,
NITRATOS: NaNO3, KNO3
CARBONATOS: Na2CO3
BICARBONATOS: NaCO3H
Los cloruros junto con los sulfatos son las principales sales formadas en este proceso. El calcio,
el magnesio y el sodio son los cationes que mayoritariamente se unen a los cloruros y a los
sulfatos para formar las sales, con menor frecuencia se encuentra el potasio y los bicarbonatos,
carbonatos y nitratos.
Contaminación por acumulación de sales
Puesto que las sales al entrar en contacto con el agua se disocian formando iones cargados
positiva o negativamente, éstos son capaces de fijarse al suelo por medio de enlaces débiles
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por diferencia de potencial electroquímico o también son capaces de formar complejos
inorgánicos con otros elementos (por ejemplo, metales pesados) y aumentar la toxicidad de los
contaminantes (al hacerlos bioasimilables, por ejemplo) o complejos orgánico–inorgánicos por
medio de la asociación de radicales orgánicos con estos iones.
Muchas veces es la presencia de estas sales disueltas en la fase acuosa del suelo la que
determina el grado de toxicidad de ciertos contaminantes hidrosolubles e hidromiscibles en el
suelo.
5.2. Solubilidad de la sales
Se trata de una propiedad muy importante, pues además de afectar a la movilidad y
precipitación, va a regular su máxima concentración en la solución del suelo. Y cuanto mayor
sea esta, más importante va a ser su efecto perjudicial para los cultivos. Las sales más tóxicas
son, pues, las que presentan elevadas solubilidades, que darán soluciones muy concentradas.
Por el contrario las sales con baja solubilidad no representaran ningún problema ya que
precipitaran antes de alcanzar niveles perjudiciales.
Como puede verse en la siguiente tabla, los cloruros y nitratos son los más solubles, después
los bicarbonatos junto a los sulfatos, siendo en general los menos solubles los carbonatos. Por
tanto serán estos últimos los primeros en precipitar, seguidos del sulfato cálcico y no serán
considerados dentro del concepto de sales solubles, concepto que se refiere a sales muy
solubles, concretamente empiezan a partir del carbonato sódico.
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Tabla 8: Solubilidad de sales en agua a 20ºC.
Solubilidades en agua de algunas sales a 20° de
temperatura, en gramos/litro
CaCO3
0,01
MgCO3
0,10
CaSO4·2H2O
2,40
Na2CO3
71,00
KNO3
150,00
Na2SO4·7H20
195,00
MgSO4
262,00
Ca(HCO3)2
262,00
NaCl
360,00
MgSO4·7H20
710,00
NaNO3
921,00
MgCl2·6H2O
1.670,00
CaCl2·6H2O
2.790,00
En general, la solubilidad de la sales aumenta con la temperatura. En soluciones complejas, la
presencia de sales con iones comunes disminuye la solubilidad de estas sales. Por el contrario,
cuando los iones son diferentes se suele aumentar la solubilidad de la sal menos soluble.
En la siguiente tabla se reproduce la frecuencia, grados de solubilidad y los efectos tóxicos
particulares estas sales.
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Tabla 9: Grado de solubilidad de las principales sales del suelo.
Presencia en
Clase
los suelos
Solubilidad
salinos
Toxicidad para
las plantas
CLORUROS
Sódico
común
Alta
+++
Magnésico
común
Alta
++++
Cálcico
raro
Alta
++
Potásico
baja
Alta
+
SULFATOS
Sódico
común
Muy variable
++
Magnésico
común
Media
++++
Potásico
baja
Alta
+
CARBONATOS
Sódico
en suelos
sódicos
Media
+++++
BICARBONATOS
Sódico
en suelos
sódicos
Media
++++
Cloruros
El cloruro sódico es la sal más frecuente en los suelos salinos, junto con los sulfatos sódico y
magnésico, y suele formar parte de las eflorescencias blancas que aparecen en la superficie del
suelo durante la estación seca. Su toxicidad es alta.
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El cloruro magnésico se acumula en suelos que tienen una salinidad extremadamente alta. Es
una sal de toxicidad muy elevada y se puede formar en suelos con alto contenido en NaCl, en
los que el Na+ se intercambia con el Mg2+ adsorbido en las posiciones de intercambio:
Partícula adsorbente-Mg + NaCl Æ Partícula adsorbente-Na + MgCl2
Es una sal muy higroscópica, pudiendo absorber humedad del aire. Sus eflorescencias tienen
un sabor amargo.
El cloruro cálcico, si bien su solubilidad es muy alta, es una sal muy poco frecuente en suelos
debido a la mayor estabilidad de otras sales cálcicas, como los sulfatos o los carbonatos:
CaCl2 + Na2SO4 + 2H2O Æ 2NaCl (halita)+ CaSO4. 2H2O (yeso)
CaCl2 + Na2CO3 Æ 2NaCl (halita) + CaCO3 (calcita)
Tanto el yeso como el carbonato cálcico precipitan y la reacción progresa hacia la derecha. El
cloruro potásico presenta unas propiedades análogas a las del NaCl, aunque es poco frecuente
en los suelos debido a que el K se inmoviliza en el suelo, bien en las estructura de las arcillas
de tipo ilita o bien en la biomasa debido a su carácter de macronutriente.
Sulfatos
El sulfato sódico es frecuente en los suelos salinos. Sus eflorescencias tienen un sabor
jabonoso-salado. Su solubilidad se ve afectada fuertemente por la temperatura, lo que hace que
tienda a concentrarse en la superficie del suelo, ya que durante el período cálido asciende a la
superficie del suelo formando parte de las efluerescentes (rasgo muy típico de los suelos
salinos) y durante el período húmedo, que en nuestro clima coincide con el frío, se lava menos
que las otras sales. Mucho menos tóxica que el sulfato magnésico.
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El sulfato magnésico es una sal frecuente en los suelos salinos, muy soluble y altamente tóxica.
El sulfato potásico, es escaso, en general, en los suelos salinos, por lo que no suele ser
responsable de salinizaciones en condiciones naturales, aunque puede crear problemas cuando
se hace un mal uso de los abonos, generalmente en invernaderos. Junto con el KCl son las
sales menos tóxicas.
Carbonatos y bicarbonatos
Los carbonatos y bicarbonatos sódicos presentan una solubilidad elevada, aunque dependiendo
de la temperatura. Su presencia en suelos en cantidades relativamente elevadas implica
condiciones de alcalinidad (pH > 9) debido a la formación de OH- :
Na2CO3 + H2O Æ 2Na+ + HCO3– + OH–
HCO3– + H2O Æ H2CO3 + OH–
La presencia de otras sales solubles en la solución del suelo limita la formación del carbonato y
bicarbonato sódico, por lo que estas sales suelen ser abundantes cuando la salinidad total es
baja, ya que se pueden producir reacciones como:
Na2CO3 + CaSO4 Æ CaCO3 + Na2SO4
Na2CO3 + MgSO4 Æ MgCO3 + Na2SO4
En las que el CaCO3 y el MgCO3 son poco solubles y precipitan, con lo que las reacciones se
desplazan hacia la derecha. En presencia de NaCl, la solubilidad del carbonato y bicarbonato
sódico disminuye igualmente por efecto del ión común.
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La fuerte alcalinidad que originan crea condiciones poco aptas para el crecimiento de los
cultivos, pudiéndose presentar efectos desfavorables a concentraciones bajas (0,05-0,1 %). El
bicarbonato sódico es menos alcalino que el carbonato, debido a que el ácido carbónico
neutraliza en parte el efecto alcalino. Su solubilidad es también menor que la del carbonato.
Nitratos
El nitrato sódico es una sal muy soluble y tóxica, aunque, en general, muy poco frecuente y rara
vez supera el 0,05 %. Se han citado en cantidades elevadas en desiertos muy áridos de Chile,
Perú, India y Arabia entre otros. Otras sales no solubles frecuentes en los suelos salinos
Carbonato cálcico y carbonato magnésico
El carbonato cálcico, al ser de muy baja solubilidad, no tienen efectos perjudiciales para las
plantas. Es un compuesto muy abundante en suelos. El carbonato magnésico es mucho más
soluble que el cálcico, sin embargo es muy rara su presencia en los suelos.
Sulfato cálcico
El yeso (CaSO4·2H2O) es una sal que por su baja solubilidad tampoco es perjudicial para las
plantas. Junto con los carbonatos, es un mineral muy frecuente en los suelos salinos.
5.3. Mineralogía
Las formas mineralógicas en las que se presentan estas sales son muy variables, ya que
dependen de la temperatura y de la humedad del medio en el que cristalicen. Existe una gran
variedad de especies minerales que se diferencian en el grado de hidratación de su molécula,
así como por la posibilidad de que se formen sales mixtas en las que intervienen más de un
catión. Durante un ciclo de humectación y secado, muy común en los suelos salinos, pueden
cambiar las especies cristalinas aunque no se modifique la composición iónica global. Así, el
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Na2SO4 se puede presentar en forma de tenardita (deshidratado), mirabilita (con 10 moléculas
de H2O) o bloedita (sal mixta). Una revisión bibliográfica nos proporcionaría de 30 a 40
minerales para estos suelos, pero en general los estudios han estado dirigidos a cuantificar el
contenido en sales y sus efectos en el suelo y en las plantas y se ha investigado poco en la
identificación de las especies mineralógicas presentes.
Los minerales más frecuentes son:
9 Dentro de los cloruros: Halita ClNa
9 Dentro de los sulfatos: Hemihidrita CaSO4·1/2H20
9 Mirabilita Na2SO4·10H20
9 Tenardita Na2SO4
9 Epsomita MgSO4·7H20
9 Hexahidrita MgSO4·6H20
9 Bloedita Na2Mg(SO4)2.4H20
9 Dentro de los carbonatos: Nahcolita NaHCO3
9 Trona Na3CO3HCO3.2H2O
9 Soda Na2CO3·10H20
5.4. Causas de salinidad
El proceso de acumulación de sales en los suelos con predominio del Ca y el Mg se le
denomina salinización. Cuando es el Na el que predomina netamente el suelo evoluciona de
muy distinta manera, desarrollándose un proceso, con resultados completamente distintos, que
es el llamado alcalinización.
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Dos son las condiciones necesarias para que se produzca la acumulación de sales en los
suelos: aporte de sales y su posible eliminación ha de estar impedida.
Origen de las sales: Las sales, tanto las de Ca, Mg, K como las de Na, proceden de muy
diferentes orígenes. En líneas generales, pueden ser de origen natural o proceder de
contaminaciones antrópicas.
5.4.1. Causas naturales
En primer lugar pueden proceder directamente del material original. Efectivamente algunas
rocas, fundamentalmente las sedimentarias, contienen sales como minerales constituyentes.
Por otra parte, en otros casos ocurre que si bien el material original no contiene estas sales, se
pueden producir en el suelo por alteración de los minerales originales de la roca madre. Por otra
parte, también las sales disueltas en las aguas de escorrentía, se acumulan en las depresiones
y al evaporarse la solución se forman acumulaciones salinas. Muchos de los suelos salinos
deben su salinidad a esta causa. También frecuentemente los suelos toman las sales a partir de
mantos freáticos suficientemente superficiales (normalmente a menos de 3 metros). Los mantos
freáticos siempre contienen sales disueltas en mayor o menor proporción y en las regiones
áridas estas sales ascienden a través del suelo por capilaridad. En general, la existencia de
mantos freáticos superficiales ocurre en las depresiones y tierras bajas, y de aquí la relación
entre la salinidad y la topografía.
La contaminación de sales de origen eólico es otra causa de contaminación. El viento en las
regiones áridas arrastra gran cantidad de partículas en suspensión, principalmente carbonatos,
sulfatos y cloruros que pueden contribuir en gran medida a la formación de suelos con sales. El
enriquecimiento de sales en un suelo se puede producir, en las zonas costeras, por
contaminación directa del mar, a partir del nivel freático salino y por la contribución del viento.
En algunas ocasiones, la descomposición de los residuos de las plantas, liberan sales que
estaban incluidas en sus tejidos y contribuyen de esta manera a aumentar la salinidad del suelo;
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otras veces las plantas contribuyen a la descomposición de minerales relativamente insolubles y
a partir de ellos se forman sales. De cualquier manera, aunque este efecto ha sido mostrado por
varios autores (examinando la salinidad de suelos sin vegetación y suelos con un determinado
tipo de vegetación) globalmente este efecto carece de importancia.
5.4.2. Contaminación antrópica
La salinidad del suelo también puede producirse como resultado de un manejo inadecuado por
parte del hombre. La agricultura, desde su comienzo, ha provocado situaciones de salinización,
cuando las técnicas aplicadas no han sido las correctas. La actividad agraria y especialmente el
riego, ha provocado desde tiempos remotos procesos de salinización de diferente gravedad:
cuando se han empleado aguas conteniendo sales sin el debido control (acumulándose
directamente en los suelos o contaminando los niveles freáticos), o bien cuando se ha
producido un descenso del nivel freático regional y la intrusión de capas de agua salinas,
situadas en zonas más profundas, como consecuencias de la sobreexplotación.
Es clásico el ejemplo de la región de Mesopotamia en la que la utilización de aguas de riego
salinas condujo a la salinización de los suelos. La pérdida de la productividad de las tierras fue
la causa de caída de la civilización sumeria hace unos 5000 años. Hoy día se acepta que la
mayor parte de los suelos bajo riego presentan algunas pérdidas de productividad por
problemas de salinidad. También se ocasionan problemas graves de salinización en superficies
de cotas bajas, cuando se realizan transformaciones de riego de áreas situadas en zonas altas
y no se ha previsto su influencia en aquellas otras. Directamente por la acción de las aguas de
riego, pero también se puede producir por las movilizaciones de tierras que pueden provocar la
aparición de rocas salinas en la superficie del terreno que además de contaminar a los suelos in
situ provocaran su acumulación en los suelos de las depresiones cercanas por acción de las
aguas de escorrentía.
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El empleo de elevadas cantidades de fertilizantes, especialmente los más solubles, más allá de
las necesidades de los cultivos, es otra de las causas que provocan situaciones de altas
concentraciones de sales, que contaminan los acuíferos y como consecuencia los suelos que
reciben estas aguas. Todas estas situaciones son muy típicas de zonas más o menos áridas
sometidas a una actividad agrícola muy intensa, como sucede, por ejemplo, en el litoral costero
de las provincias de Granada y Almería, y muy especialmente en la comarca del poniente
almeriense. Finalmente la actividad industrial, en ocasiones, puede acarrear situaciones serias
de acumulación de determinadas sales en los suelos situados bajo su zona de influencia, por
medio de la contaminación atmosférica o mediante las aguas que discurren por su cuenca
hidrográfica.
Eliminación de las sales impedida: La segunda condición que se debe cumplir para la formación
de un suelo salino es que la posible eliminación de las sales se encuentre fuertemente
impedida. Esto se produce por la acción del drenaje y del clima.
Es necesario que el agua circule lentamente, para que impregne el suelo, disuelva las sales y
estas se distribuyan en el perfil sin que puedan eliminarse grandes cantidades de ellas. Ello se
origina en suelos con malas condiciones de drenaje.
Por otra parte, el clima ejerce una acción también fundamental en la formación de estos suelos,
hasta el punto de que en un principio se pensó que el clima árido era indispensable. Y de hecho
la mayoría de los suelos salinos se encuentran desarrollados bajo climas mas o menos áridos,
pero al haberse encontrado suelos salinos formándose bajo otros tipos de climas hoy se acepta
que los climas áridos favorecen enormemente la formación de estos suelos y su conservación,
pero no es un requisito excluyente. Bajo este clima, los breves periodos húmedos provocan la
disolución de las sales, y con ello su movilización, mientras que con las intensas y largas
sequías se originan fuertes evaporaciones, que produce la ascensión de los mantos freáticos y
al intensificarse la evaporación concentran las sales de la solución del suelo, que precipitan
acumulándose en determinados horizontes del perfil.
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Bajo climas húmedos, las sales solubles en un principio presentes en los materiales del suelo,
son lavadas y transportadas a horizontes inferiores, hacia los acuíferos subterráneos y
finalmente llevadas a los océanos. Por consiguiente, normalmente no existen problemas de
salinidad en regiones húmedas excepto en los casos de contaminación agrícola e industrial o en
zonas expuestas a la influencia del mar, como sucede con los deltas o marismas.
Es decir que, resumiendo, para que se puedan formar estos suelos se necesitan una serie de
condiciones muy particulares y de ellas las más favorables son:
9 Roca madre sedimentaria con alto contenido en sales solubles.
9 Partes bajas del relieve, como los fondos de valle y las depresiones (manto freático
cercano a la superficie, zonas de recepción de aguas de escorrentía superficial e
hipodérmica, suelos de texturas finas con mal drenaje).
9 Zonas próximas al mar o a lagos salados.
9 Malas condiciones de drenaje.
9 Clima árido (además de escasez de precipitaciones, la red fluvial esta poco desarrollada,
presentándose frecuentes cuencas endorreicas, en las que se irán acumulando las
sales).
9 Riegos con sales y fertilizaciones excesivas.
6. Efectos de salinidad y sodicidad sobre el suelo y las plantas
a) Salinidad
El efecto de la salinidad sobre las plantas es diverso y variable. Existe una clasificación
generalizada que agrupa las plantas en halófitas y no halófitas. Las primeras se refieren a
aquellas plantas que poseen mecanismos de resistencia a la salinidad, aunque su grado de
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principales componentes del suelo. En: Fontúrbel, F., C. Ibáñez & G. Abruzzese (eds.) El Recurso Suelo: Bases
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tolerancia es muy variable. La mayor parte de las plantas cultivadas, se consideran como no
halófitas, siendo las más tolerantes la mayoría de los cereales.
En general, los paisajes de los suelos salinos se caracterizan por desarrollar una vegetación
escasa, con frecuentes claros.
La vegetación de los suelos salinos se estratifica en función de la intensidad de la salinidad y
según la hidromorfía. La comunidad Typho-Schoenoplect se presenta en un nicho de mínima
salinidad y máxima hidromorfía. La Arthrocnemetum perennis soporta máxima salinidad con
máxima hidromorfía. A la Frankenio-Limonietum delicatum le corresponde una salinidad media
con mínima saturación en agua.
Simón (1978) encuentra la siguiente estratificación de la vegetación según la intensidad de la
salinidad en la Depresión de Baza.
El Lygium spartum (esparto) es la planta representativa de los suelos ricos en yeso (suelos no
salinos, típica de zonas secas y cálidas) de esta región (CEs < 2 dS/m). Plantago se concentra
en las zonas de baja salinidad (<10 dS/m). El Limoniun es típica de las zonas de media
salinidad (CEs = 14 dS/m). Mientras que el Artrocnemun y la Suaeda aparecen como
representantes de los suelos altamente salinos (CEs de 30 a 70).
Porta et al. (1996) encuentra en el río Ciguela (Ciudad Real, España) la siguiente secuencia:
Los efectos de la salinidad se podrían agrupar bajo tres aspectos diferentes: relaciones hídricas,
balance de energía y nutrición (Martinez Raya, 1996). Relaciones hídricas. La concentración de
sales solubles eleva la presión osmótica de la solución del suelo. Si tenemos en cuenta que el
agua tiende a pasar de las soluciones menos concentradas a las más concentradas, con objeto
de diluir éstas últimas e igualar las presiones osmóticas de ambas, se comprende que cuando
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la concentración salina de la solución del suelo es superior a la del jugo celular de las plantas, el
agua tenderá a salir de éstas últimas hacia la solución del suelo. Este efecto llevó a Shimper
(1903) a plantear la teoría de la sequedad fisiológica, en la que se postula que en medios
salinos, aunque exista una humedad elevada, las plantas sufren estrés hídrico, se secan y
acaban muriendo. Balance energético. No obstante, esta teoría no describe completamente
todos los efectos perjudiciales de la salinidad, ya que en ocasiones las plantas no sufren estrés
hídrico sino que disminuyen considerablemente su altura. Para explicar este efecto, Bernstein
(1961) desarrollo la teoría del ajuste osmótico, la cual propone que las plantas, al aumentar la
presión osmótica de la solución del suelo, se ven obligadas a una adaptación osmótica de sus
células para poder seguir absorbiendo agua; adaptación que requiere un consumo de energía
que se hace a costa de un menor crecimiento. Aceves (1979) propone la teoría de la división y
el crecimiento celular, en la cual la disminución del crecimiento se atribuye a que las sales
afectan a la división celular, produce engrosamiento prematuro de las paredes celulares.
d) Nutrición.
En el aspecto nutricional, se produce una serie de importantes modificaciones, debido, por un
lado, a las variaciones de pH que afectan a la disponibilidad de los nutrientes, y por otro, a las
interacciones ocasionadas por la presencia en exceso de determinados elementos. Tal sucede
con los cloruros y nitratos y fosfatos, el calcio y el sodio o los del potasio y sodio. La dominancia
de calcio provoca antagonismos, entre otros, sobre el potasio, magnesio, hierro, boro y zinc. Sin
embargo, existen relaciones de sinergismo entre potasio e hierro y entre magnesio y fósforo.
Igualmente la presencia en exceso de ciertos iones puede provocar toxicidad, debido a su
acumulación en distintas partes de las plantas, como pueden ser las semillas, los tallos y las
hojas. Los más significativos, en este aspecto, son los cloruros, el sodio y el boro, afectando
con mayor incidencia a los cultivos plurianuales.
e) Sodicidad
La sodicidad o alcalinización se desarrolla cuando en la solución del suelo existe una
concentración elevada de sales sódicas capaces de sufrir hidrólisis alcalina, de tipo carbonato y
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bicarbonato de sodio. Junto a estas sales de base fuerte NaOH y ácido débil (H2CO3), existen
importantes cantidades de sales sódicas neutras carentes de propiedades alcalinizantes
(principalmente cloruros y sulfatos) y sales de calcio y magnesio.
Un elevado contenido en Na+ en la solución del suelo, en relación con el Ca2+ y Mg2+, da lugar
al incremento de este ión en el complejo de cambio, lo que provocaría, dada su baja densidad
de carga (elevado radio de hidratación y baja carga), el aumento del espesor de la doble capa
difusa, los efectos de repulsión entre los coloides y, con ellos, la dispersión de la arcilla y la
solubilización de la materia orgánica. Según varios autores la concentración de Na+ frente al
Ca++ y Mg++ en la solución del suelo ha de ser superior al valor límite del 70% para que el Na+
pueda desplazar al Ca++ y Mg++ en el complejo de cambio, dada la menor energía de adsorción
del sodio. Es generalmente admitido que para que el sodio juegue un importante papel en la
evolución del suelo, es decir, para que se produzca la alcalinización, la concentración de sodio
adsorbido frente a los otros cationes ha de superar el valor crítico del 15%, o sea Na /S > 15%
(S = suma de otros cationes adsorbidos).
Las arcillas saturadas en Na tienen propiedades particulares, en presencia de agua de lluvia por
tanto con CO2 disuelto, se hidrolizan, liberando Na+ y OH- según la siguiente ecuación:
Arcilla-Na + H2O + CO2 <===> Arcilla-H + Na2CO3
Na2CO3 + H2O <===> 2Na+ + 2OH– + H2CO3
Como consecuencia el medio se alcaliniza rápidamente, alcanzándose valores de pH
progresivamente cada vez más altos; 9, 10 o incluso más.
Las ecuaciones anteriores se pueden simplificar en una:
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Arcilla-Na + H2O <===> Arcilla-H + Na+ + OH–
La alcalinización del perfil produce una serie de consecuencias desfavorables para las
propiedades fisicoquímicas del suelo. Así tanto las arcillas sódicas como el humus se dispersan,
los agregados estructurales se destruyen. Las arcillas y los ácidos húmicos se iluvian,
acumulándose en el horizonte B, formándose un horizonte de acumulación de arcillas sódicas,
es decir, que se origina un horizonte nátrico (si la intensidad de la iluviación es suficiente). Los
cambios estacionales producen el hinchamiento y contracción de las arcillas sódicas
(montmorillonita) formándose una estructura prismática fuertemente desarrollada. Finalmente,
como el medio se ha vuelto fuertemente alcalino, la cristalinidad de las arcillas disminuye, se
vuelven inestables, parte de ellas se descomponen, se destruyen los vértices y aristas
superiores de los prismas originándose una estructura muy peculiar llamada columnar que
presenta la cara superior de los prismas redondeada. En ocasiones, los humatos sódicos
iluviados se acumulan en estas superficies revistiéndolas de colores muy oscuros.
Este proceso se puede dar directamente en el suelo o puede aparecer a continuación del
proceso de salinización, cuando se produce el lavado de las sales más solubles y se acumulan
los carbonatos y bicarbonatos sódicos.
En los suelos sódicos, es el sodio el que causa la toxicidad, que podemos centrar en tres vías
distintas: efecto nocivo del sodio activo para el metabolismo y nutrición de las plantas; toxicidad
debida a los bicarbonatos y otros iones; elevación del pH a valores extremos por acción del
carbonato y bicarbonato sódicos (Simón, 1996).
De las sales solubles son los sulfatos los que menos toxicidad presentan. Las sales cloruradas
son altamente tóxicas. Las sales sódicas presentan una toxicidad muy alta y además su efecto
adverso se ve aumentado por el elevado pH que originan (9,5 a 10,5).
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f) Salinidad y necesidades de lavado
La distribución de la salinidad en los suelos varía en función de la profundidad y a lo largo del
tiempo. Un ejemplo se puede ver en el suelo de Lalueza (Huesca, España) en el que la
salinidad de los 10 primeros centímetros puede ser diez veces superior en mayo que a finales
de octubre (. Las lluvias de otoño provocan un lavado descendente de las sales, mientras que la
evapotranspiración de primavera hace que el flujo se invierta y se produzca un ascenso de las
sales. En condiciones de secano estos procesos tienen lugar de forma cíclica, de forma que en
medios áridos o semiáridos, donde predominan los procesos de ascensión de sales, el suelo, si
recibe aportes de sales, se irá salinizándose progresivamente.
Este tipo de procesos pueden ocurrir igualmente en suelos de regadío cuando el agua de riego
mantenga un cierto nivel de salinidad. En estos casos, para evitar la acumulación de sales en la
zona de enraizamiento, se hace necesario suplementar las dosis de riego con objeto de que el
agua sobrepase la zona de enraizamiento y lave las sales de ella. Con este fin, Ayers et al.
(1985) establecen los conceptos de fracción de lavado y requerimientos de lavado:
9 Fracción de lavado (FL). Es la fracción de agua riego que atraviesa la zona radicular y
es susceptible de lavar las sales. FL= Fd / Fr, siendo Fd los centímetros de agua
drenada por debajo de la zona radicular y Fr el total de centímetros de agua aportada.
Del total de agua aportada por el riego (Fr) una parte quedará retenida en el suelo en los
horizontes superficiales, correspondiente a la zona del enraizamiento, mientras que otra
parte de agua se infiltrará hacia los horizontes profundos. La parte del agua que drena
hasta más allá de la zona ocupada por las raíces de las plantas (Fd) es la que al pasar a
través de la zona radicular disolverá las sales. Como criterio orientativo, un valor de FL
de 0,5 se puede considerar alto (la mitad del agua aportada pasa a través de la zona
radicular y alcanza horizontes más profundos) mientras que un valor de 0,1 se considera
bajo (sólo el 10% del agua de riego alcanza los niveles profundos).
9 Requerimientos de lavado (RL). Es la fracción calculada de agua que debe pasar a
través de la zona radicular para mantener el valor de CEs o del RAS en un determinado
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nivel o por debajo de él. Lógicamente cuanto menor sea el nivel al que hay que
mantener los parámetros anteriores, el cual vendrá determinado por el tipo de cultivo,
mayores serán los RL. Hay que tener en cuenta que el valor de CEs nunca podrá ser
inferior a la conductividad del agua utilizada en el riego (CEar) y cuanto mayor sea CEar
mayor deberá ser RL para evitar la salinización.
Lo ideal será que el valor de FL fuese igual o mayor que RL, de otra forma se producirá un
aumento progresivo de la salinidad en profundidad. En este sentido, es importante conocer que
las plantas absorben el 70% del agua a través de la mitad superior de su zona radicular, si a
esto le unimos que las plantas responden al nivel de salinidad de la zona menos salina, se
comprende que los requerimientos de lavado deben ser suficientes para eliminar las sales de, al
menos, la mitad superior de la zona de enraizamiento. En esta zona, la salinidad deberá
aproximarse a la del agua de riego, de forma que sea el valor de CEar el que controle la
respuesta de las plantas.
Para establecer los RL hay que tener en cuenta que debe de existir un equilibrio entre las sales
que tiene el suelo y las que le llegan por el agua de riego, por un lado, y las sales que le quedan
después del riego y las que se exportan por las aguas de drenaje, por otro lado. Si evaluamos
las sales a partir de la conductividad, este balance sería:
AR x CEar + As x CEs = As x CEs* + AD x CEad
donde AR es la cantidad de agua utilizada en el riego (mm), CEar es la conductividad del agua
de riego (dS/m), As es el % de agua que retiene el suelo a saturación (mm), CEs es la
conductividad del extracto de saturación, CE*s es la conductividad del extracto de saturación a
la que queremos que quede el suelo después del riego, AD es la cantidad de agua de drenaje
(mm) y CEad es la conductividad del agua de drenaje.
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Otro aspecto a tener en cuenta es la efectividad del lavado del agua de riego, la cual sería
máxima cuando CEad = CEs, tal y como hemos supuesto anteriormente. No obstante, en
suelos con grietas, parte del agua de riego atraviesa rápidamente el suelo (no disuelve sales) y
su conductividad es muy inferior a CEs (no llega a alcanzar el equilibrio con el suelo). En estos
casos CEad = f x CEs, donde f dependerá de los parámetros texturales y estructurales del suelo
y que a escala muy general se puede estimar a partir de la siguiente tabla:
Tabla 10: Coeficiente de penetración del agua de acuerdo al tipo de suelo.
Suelo
f
Arenoso
0,9 - 1,0
Franco arcillo limoso a franco arenoso
0,8 - 0,95
Arcilloso
0,2 - 0,6
Por tanto, para conocer los RL es preciso conocer la profundidad de enraizamiento del cultivo,
el % de humedad de la zona de enraizamiento a saturación, a pF = 2,5 y en el momento del
riego, la densidad aparente, los valores de CEs a los cuales el cultivo es rentable, la CEs, la
CEar y, si es posible, la efectividad del riego (f).
Así mismo, Rhoades & Merril (1976) relacionan la CEs que puede llegar a adquirir un suelo no
salino, con la CEar utilizadas y con la fracción de lavado a través de la siguiente ecuación:
CEs=0,2CEar [1 + 1/FL]
De forma que la respuesta esperable será función del valor que adquiera CEs en cada caso.
Otras relaciones interesantes para suelos no salinos son:
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CEad = CEar / FL
Que viene a decir que la salinidad del agua de drenaje (CEad) es directamente proporcional a la
del agua de riego (CEar) e inversamente proporcional a la fracción de lavado.
g) Manejo
De lo expuesto hasta ahora se desprende la importancia que tiene el agua de riego en todos los
problemas relacionados tanto con la salinización como con la sodización.
Ante condiciones de salinidad, se puede decidir el no cultivo en estos suelos o su utilización,
con las limitaciones propias de su condición.
Para un manejo adecuado de estos suelos, no sólo se ha de tener en cuenta las condiciones
específicas que nos encontramos, sino que es necesario hacer un seguimiento de los mismos,
con el fin de controlar su evolución.
El control periódico, exige unos métodos de medida de la salinidad fiables y que sean
operativos a nivel de campo. Los más utilizados han sido, la toma de muestra de suelo y su
análisis en laboratorio, que permita conocer todos los parámetros que definen la salinidad.
Existen, actualmente, otros métodos de medida en el campo que son más operativa, rápida y no
destructivos y que facilitan el conocimiento de la evolución de la salinidad, aunque la mayoría
de ellos sólo permitan conocer la conductividad. Entre éstos, podemos destacar: el sensor de
cuatro electrodos y sensor de salinidad, sensibles a las variaciones de humedad del suelo,
sensor electromagnético que relaciona la conductividad eléctrica con la recepción de una señal
electromagnética inducida por una bobina colocada en la superficie del suelo, y la sonda de
succión que permite obtener muestras de solución del suelo y determinar en ella conductividad
y composición iónica (Simón, 1996).
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En parcelas de seguimiento y para determinados cultivos, existen otros métodos, como el
empleo de lisímetros elementales de drenaje que permiten obtener lixiviados y determinar en
ellos los iones del agua de drenaje, posibilitando hacer un balance salino del perfil del suelo.
Con ciertos niveles de salinidad, se pueden obtener rendimientos aceptables, si se eligen
aquellas plantas tolerantes a estos niveles. Para ello utilizaremos las tablas correspondientes,
que nos sirven como base para la selección de cultivos y predecir los posibles rendimientos.
Pero los valores dados en las tablas, pueden quedar alterados tanto por las condiciones
específicas de cada parcela, como hemos citado anteriormente, como por la aplicación de
técnicas de cultivo adecuadas. Nos referiremos a aquellas técnicas que pueden alterar
significativamente dichos valores.
En la preparación del suelo, se debe conseguir que el movimiento del agua, tanto en
profundidad como en superficie, sea lo más uniforme posible, facilitando el drenaje y el
desagüe, con labores que eliminen la suela de arado y actúen sobre los límites abruptos entre
horizontes. Con un riego de presiembra, capaz de lavar las sales precipitadas en la estación
seca, se dispondrá de un perfil de partida menos salino. Se evitará la formación de costra
superficial, frecuente en estos suelos de elevada concentración de sales y con efectos
negativos sobre la nascencia de las plantas. La práctica de la siembra directa disminuye o evita
la formación de costra y conserva un cierto grado de humedad en la superficie del suelo. Con
esta misma finalidad, se puede emplear cualquier material sobre el terreno, que tenga un efecto
de “laqno mulching” manteniendo la humedad de los horizontes superficiales y los niveles de
concentración de las sales, dentro de valores aceptables por las plantas seleccionadas. Tal
sucede con los enarenados, que consiguen bajar los porcentajes de reducción de cosecha, que
figuran en la bibliografía, para cultivos sensibles a determinados niveles de conductividades del
extracto de saturación, o del agua empleada en el riego.
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La siembra debe de realizarse de tal manera que se consiga una buena germinación y
nascencia. Para ello la semilla debe estar localizada en zonas donde la concentración de sales
sea lo más baja posible y disponga de la humedad suficiente. Si el riego se hace por surcos, el
lugar recomendable de colocación de la semilla (o plantones) es en la mitad del lomo. La
previsible disminución del porcentaje de germinación que ocasiona la concentración de sales,
se puede paliar aumentando la dosis de siembra.
El riego afecta directamente a las condiciones salinas y no solamente por la calidad del agua.
La técnica de riego empleada influye en la variación del potencial hídrico del suelo,
encontrándose las fluctuaciones más amplias en los sistemas de gravedad (por inundación) y
de aspersión y manteniéndose casi constante este potencial en los riegos de alta frecuencia
(aspersión y goteo). Igualmente estos sistemas inciden en los contenidos de humedad del suelo
y como consecuencia en la variación de la concentración de sales, de la solución del mismo.
Los riegos de alta frecuencia y localizados, mantendrán esta concentración casi uniforme dentro
de la zona mojada, pero será elevada en los límites de ésta. La distribución de sales será más
uniforme en los de gravedad y aspersión, pero a medida que los intervalos entre riegos
aumentan, las variaciones en el contenido de humedad lo harán también y como resultado la
concentración de sales, encontrándose las conductividades menores, inmediatamente después
del riego y las mayores al final de cada intervalo. El lavado de sales será mayor con los riegos
de gravedad y aspersión y menor en los localizados. A medida que la eficacia del riego
calculada para compensar solamente la evapotranspiración, sea más alta, los lavados de sales
serán menores, lo cual, tendrá su incidencia en los rendimientos. Esta consideración ha de
tenerse en cuenta cuando se utilice la técnica de riegos deficitarios (Martinez Raya, 1996).
La fertilización ha de realizarse adecuadamente, especialmente en cuanto a la selección y
localización de los abonos. Han de aplicarse abonos que no eleven los contenidos iónicos
causantes de la salinidad. Por el contrario, han de emplearse aquellos que puedan mejorar
estos contenidos y faciliten el intercambio iónico desde el punto de vista de su lavado. Existen
en la bibliografía, diversas tablas que nos permiten seleccionar aquellos abonos con menor
índice de salinidad y aconsejables para cada caso concreto.
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La aplicación de los fertilizantes a través del agua de riego, altera la composición de sales de
ésta y como consecuencia de la solución del suelo. Se deben seleccionar clases y cantidades
máximas de abono por volumen de agua de riego aplicada, para no incidir negativamente en la
presión osmótica de la solución del suelo. Esta técnica, normalmente es empleada en riegos
localizados y como consecuencia actúa con rapidez y directamente sobre el volumen de suelo
explorado por las raíces, por lo cual, puede tener consecuencias negativas, o beneficiosas si se
utilizan productos que mejoren las condiciones químicas del agua del suelo. Finalmente todos
aquellos fertilizantes que mejoran las propiedades físicas del suelo facilitarán el movimiento de
agua del perfil. La incorporación de materia orgánica actúa sobre estas propiedades e
incrementa su fertilidad.
7. Recuperación de suelos salinos y sódicos
Para la recuperación de suelos salinos es necesario el lavado de las sales, mediante el cual, o
son transportadas a horizontes más profundos de los explorados por las raíces de las plantas, o
son evacuadas a otras zonas, por medio de drenes. Las zonas receptoras no deben ser
sensibles a la contaminación originada.
El manejo del suelo, para la eliminación de las sales, se realiza de distinta manera y con
resultados diferentes según que el problema tóxico sean las sales solubles o el sodio en el
complejo de cambio (carbonato y bicarbonato sódicos).
En el primer caso su planteamiento es muy sencillo y su realización práctica también es
relativamente fácil, en general, pero si el problema de toxicidad lo representan las sales
alcalinas de sodio el problema es más complejo y los resultados son aún más problemáticos.
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Para eliminar las sales solubles, basta con regar abundantemente con lo que se produce el
lavado de las sales que no se habría producido por causa de la aridez.
El tipo de sales presentes va a condicionar las posibilidades de recuperación:
9 Para los cloruros sódicos el lavado es relativamente fácil en suelos con yeso, en los que
el Ca2+ que se libera no permite que el Na+ pase a forma intercambiable.
9 La eliminación del cloruro magnésico y del sulfato magnésico del suelo es difícil, ya que
el magnesio, debido a su alta densidad de carga tiende a ocupar las posiciones de
intercambio, desplazando a los iones monovalentes durante el lavado; por lo que su
lavado requeriría enmiendas cálcicas.
Para conseguir el lavado en suelos de secano, se debe preparar el terreno, para asegurar una
infiltración del agua de lluvia lo más elevada posible. Esto se conseguirá mejorando las
propiedades físicas del suelo, incrementando el tiempo de contacto del agua de lluvia con su
superficie, mediante la construcción de terrazas, y disminuyendo o eliminando la escorrentía
con labores adecuadas y manteniendo una cobertura vegetal.
Además de regar, en la gran mayoría de los casos, es necesario extraer artificialmente el agua
que se ha infiltrado en el suelo para evitar que ascienda el nivel freático de la zona que
aportaría nuevas sales al suelo. Para ello se instalan a determinada profundidad del suelo un
sistema de drenes (tubos de recogida del agua) que evacua esta agua a unos canales de
desagüe.
La FAO ha desarrollado una amplia experimentación en las marismas del Guadalquivir. Con
unas maquinas (drenadoras) se instaló un sistema de drenes, los cuales se conectaron a unas
zanjas de desagüe, abiertas por otras maquinas (zanjadoras), y estas se conectaron a unos
grandes canales que se vertieron al mar.
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Las abundantes las sales sódicas de reacción alcalina como los carbonatos y bicarbonatos
sódicos, el lavado artificial del suelo provoca efectos contraproducentes, ya que al añadir más
agua lo que se consigue es que el suelo sea cada vez más alcalino, pues como ya hemos visto.
Arcilla-Na + H2O + CO2 <===> Arcilla-H + Na2CO3
Na2CO3 + H2O <===> 2Na+ + H2O + H2CO3
En estos casos, el problema puede solventarse (aunque con graves dificultades prácticas)
utilizando mejoradores que consiguen cambiar el anión de la sal sódica. Estos mejoradores
pueden ser de varios tipos, aunque los más frecuentemente empleados son de tres clases:
otras sales solubles de calcio, como el yeso, ácidos o formadores de ácido, azufre, ácido
sulfúrico, sulfatos de hierro o aluminio y sales de calcio de baja solubilidad, como la caliza
molida o subproductos de la industria azucarera. Actualmente se encuentran en el mercado
productos, denominados desalinizadores que actúan especialmente sobre la humedad del
suelo.
El procedimiento usual es añadir yeso sobre la superficie, con lo cual se forma sulfato sódico
que es una sal casi neutra y por tanto ya si lavable:
Na2CO3 + CaSO4 <===> CaCO3 + Na2SO4
Arcilla-Na + CaSO4 <===> Arcilla- Ca + Na2SO4
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principales componentes del suelo. En: Fontúrbel, F., C. Ibáñez & G. Abruzzese (eds.) El Recurso Suelo: Bases
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8. Geoquímica y dinámica de los componentes fundamentales del suelo
8.1. Generalidades
Es común la creencia de que el suelo es un agregado de partículas orgánicas e inorgánicas, no
sujetas a organización alguna, pero el suelo es en realidad un conjunto con organización
definida y propiedades que varían según la dirección. En la dirección vertical sus propiedades
cambian generalmente con mayor rapidez que en la horizontal. El suelo tiene un perfil y textura
definidos.
En cuanto a la textura, que es el tema que nos interesa como una introducción a la descripción
de las arcillas, humus y
elementos químicos presentes, diremos que por definición es la
proporción de partículas de distintos tamaños presentes en el suelo. La textura procede en
parte del material madre (como es el caso de gravas, arenas, limos y arcillas) y es también en
parte, resultado de los procesos de formación del suelo (como en el caso del humus).
Las partículas inorgánicas del suelo se clasifican, basándose en su tamaño, en grava, arena,
limo y arcilla. La grava está constituida por partículas mayores a 2 mm. Estas no forman parte
de la fracción fina del suelo. La arena varía entre 0.05 mm y 2.0 mm. El limo incluye partículas
entre 0.002 mm y 0.05 mm de diámetro, que difícilmente pueden observarse a simple vista. Las
partículas de arcilla son inferiores a 0.002 mm. La arcilla controla la mayoría de las principales
propiedades físicas del suelo, en tanto que el humus juega un rol fundamental en la fertilidad del
mismo.
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8.2. Geoquímica de las arcillas
Minerales constitutivos
Partiendo de los numerosos minerales (principalmente silicatos) que se encuentran en las rocas
ígneas y metamórficas, los agentes de descomposición química como la oxidación, disolución e
hidrólisis llegan al producto final arcilla.
Las arcillas están constituidas básicamente por silicatos de Al hidratados, presentando además
en algunas ocasiones, silicatos de Mg, Fe u otros metales, también hidratados. Estos minerales
tienen casi siempre una estructura cristalina definida, cuyos átomos se disponen en láminas.
Existen dos variedades de tales láminas: la silícica y la alumínica.
La primera está formada por un átomo de silicio, rodeado de cuatro de oxígeno, disponiéndose
el conjunto en forma de tetraedro. Estos tetraedros se agrupan en unidades hexagonales,
sirviendo un átomo de oxígeno de nexo entre cada dos tetraedros. Las unidades hexagonales
repitiéndose indefinidamente, constituyen una retícula laminar.
Las láminas alumínicas están formadas por retículas de octaedros, dispuestas con un átomo de
aluminio al centro y seis de oxígeno alrededor. El oxígeno es el nexo entre cada dos octaedros
vecinos, para constituir la retícula.
De acuerdo a su estructura reticular, los minerales de arcilla se clasifican en tres grandes
grupos: caolinitas, montmorilonitas e ilitas. Las caolinitas están formadas por una lámina silícica
y otra alumínica que se superponen indefinidamente. La unión entre todas las retículas es lo
suficientemente firme para no permitir la penetración de moléculas de agua entre ellas
(adsorción). En consecuencia, las arcillas caoliníticas son relativamente estables en presencia
del agua.
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Las montmorilonitas están formadas por una lámina alumínica entre dos silícicas,
superponiéndose indefinidamente... En este caso la unión entre las retículas del mineral es
débil, por lo que las moléculas de agua pueden introducirse en la estructura con relativa
facilidad, a causa de las fuerzas eléctricas generadas por la bipolaridad. Lo anterior produce un
aumento en el volumen de los cristales, lo que se traduce macrofísicamente, en una expansión.
Las bentonitas, dentro de las montmorilonitas son las más inestables pues se generan de la
descomposición química de la ceniza volcánica.
Las ilitas están estructuradas análogamente que las montmorilonitas, pero su constitución
interna manifiesta tendencia a formar grumos de materia, que reducen el área expuesta al agua;
resultando por ello una expansividad menor.
Fuerzas ejercidas por las arcillas
En los granos gruesos de los suelos, las fuerzas de gravitación predominan sobre cualquier
otra; por ello, todas las partículas gruesas tienen un comportamiento similar. El comportamiento
mecánico e hidráulico de tales suelos está definido por características circunstanciales, tales
como la compacidad del depósito y la orientación de sus partículas individuales.
En los suelos de grano muy fino, sin embargo, fuerzas de otros tipos ejercen una acción
importante; ello es debido a que en estos granos, la relación de área a volumen alcanza valores
de consideración y fuerzas electromagnéticas desarrolladas en la superficie de los compuestos
minerales cobran significación. En general se estima que esta actividad en la superficie de la
partícula individual es fundamental para tamaños menores que 0.002 mm.
La superficie de cada partícula de suelo posee carga eléctrica negativa, según se desprende de
la estructura explicada en el acápite anterior. La intensidad de la carga depende de la
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estructuración y composición de la arcilla. Así, la partícula atrae a los iones positivos del agua
(H+) y a los cationes de diferentes elementos químicos, tales como Na, K, Ca, Mg, Al, Fe, etc.
Lo anterior conduce en primer lugar, al hecho de que cada partícula individual de arcilla se ve
rodeada de una capa de moléculas de agua orientadas en forma definida y ligadas a su
estructura (agua adsorbida).
Las moléculas de agua son polarizadas, es decir, en ellas no coinciden los centros de gravedad
de sus cargas negativas y positivas, sino que funcionan como pequeños dipolos permanentes
cuyo lado positivo se liga a la partícula y la negativa queda en la posibilidad de actuar como
origen de atracción para otros cationes positivos. Los propios cationes atraen moléculas de
agua debido a la naturaleza polarizada de éstas, de modo que cada catión está en la posibilidad
de poseer un volumen de agua en torno a él. El agua adsorbida por cada catión aumenta con la
carga eléctrica de éste y con su radio iónico. Por lo anterior, cuando las partículas de suelo
atraen a los cationes, se ve reforzada la película de agua ligada a l partícula. El espesor de la
película de agua adsorbida por el cristal de suelo es así función, no solo de la naturaleza del
mismo, sino del tipo de cationes atraídos.
La magnitud de las presiones de adsorción existentes en la película de agua que rodea a un
cristal de arcilla hace que aumente el punto de congelación del agua. Por ejemplo para una
presión de 10,000 kg/cm2 la congelación del agua ocurre a 30°C y las presiones de adsorción
predominantes son del doble de este valor.
Por lo expuesto, a la temperatura a la que se encuentra normalmente la masa de suelo, la
película de agua adsorbida por los cristales de arcilla, tendrá propiedades similares a las del
hielo sólido. Más alejadas del cristal, otras moléculas de agua se encuentran sometidas a
presiones gradualmente menores, esta agua tiene propiedades intermedias entre el hielo y el
agua líquida, pudiendo decirse que su comportamiento es el de un fluido de alta viscosidad y
constituye la capa viscosa. Las moléculas de agua no sujetas al cristal tendrán el
comportamiento usual del agua líquida. Terzaghi & Peck estiman que l capa sólida y viscosa
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puede tener un espesor de 0.005 micras, si bien indican que el agua no presenta sus
propiedades normales por completo hasta un alejamiento de 0.1 micras aproximadamente a
partir de la superficie del cristal.
Intercambio catiónico
Los cristales de arcilla pueden cambiar los cationes adsorbidos en su película superficial; por
ejemplo, una arcilla hidrógena (con cationes H+) puede transformarse en sódica, si se hace que
circule a través de su masa, agua con sales de sodio en disolución. En realidad lo que ocurre
es un intercambio de cationes entre el agua y las películas adsorbidas por las partículas
minerales. Los cationes intercambiables más usuales son los de Na, K, Ca, Mg, H+ y (NH4)+.
Las caolinitas son menos susceptibles de intercambiar sus cationes que las montmorilonitas y
las ilitas poseen la propiedad en grado intermedio.
La capacidad de intercambio crece con el grado de acidez de los cristales, es decir, es mayor si
el pH del suelo es menor; la actividad catiónica se hace notable para valores de pH menores
que 7. La capacidad de intercambiar también crece con a velocidad y concentración de la
solución que circule por la masa de suelo.
Las propiedades mecánicas de una arcilla pueden cambiar al variar los cationes contenidos en
sus complejos de adsorción, pues a diferentes cationes ligados corresponden distintos
espesores de la película adsorbida, lo que se refleja sobre todo en las propiedades de
plasticidad y resistencia del suelo.
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A causa de la particular estructura de la arcilla y sus propiedades químicas descritas
anteriormente, la arcilla controla entonces la fertilidad de un suelo debido a que los cationes que
posee en su capa adsorbida constituyen una de las fuentes principales de nutrientes junto con
el humus que describiremos a continuación.
8.3. Humus
Las plantas y los animales ejercen una influencia notable en la formación del suelo. Con el paso
del tiempo, las plantas colonizan el material resultante de la meteorización. Sus raíces penetran
en él y disgregan todavía más el material madre.
Bombean nutrientes desde las partes
profundas hasta la superficie. Al hacer esto, las plantas recuperan los minerales que habían
sido transportados a zonas más profundas del suelo por los procesos de meteorización.
Gracias a la fotosíntesis, las plantas capturan la energía de la luz solar y pasan parte de ella al
suelo en forma de carbono orgánico. Esta fuente de energía en forma de restos vegetales,
permite que las bacterias, los hongos, las lombrices de tierra y otros organismos del suelo
colonicen el área.
La descomposición de la materia orgánica conlleva a la conversión de compuestos orgánicos en
nutrientes inorgánicos. Los invertebrados del suelo – milpiés, ciempiés, lombrices de tierra,
ácaros, colémbolos, saltamontes y otros animales – consumen material fresco y excretan
productos parcialmente descompuestos.
Los microorganismos descomponen todavía más
estos materiales, hasta formar compuestos solubles de nitrógeno y carbohidratos, junto a una
amalgama de ceras insolubles, resinas y ligninas. El material resultante constituye el humus, el
cual puede llegar a mineralizarse en forma de compuestos inorgánicos.
El humus es difícil de definir, y todavía no se tiene una idea unificada y clara de sus
características principales.
Es un material orgánico, de color oscuro, constituido por gran
cantidad de compuestos complejos.
Su naturaleza puede ser variable dependiendo de la
vegetación a partir de la cual se ha originado. Su descomposición se lleva a cabo con lentitud.
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El equilibrio entre la formación de nuevo humus y la descomposición del viejo humus, determina
la cantidad de humus presente en el suelo.
Aunque existen diferentes maneras de describir el humus, la más útil se basa en sus
propiedades físicas. El más conocido es el humus en bruto, o humus estructural, el cual se
asemeja al que compramos empaquetado en las tiendas de jardinería, para añadirlo a las
macetas.
El humus que se forma bajo una cubierta de bosque mixto y caducifolio, en suelos frescos y
húmedos, es inseparable de la capa superior del suelo mineral. Existe una gran variedad de
organismos del suelo que fragmentan y descomponen la materia vegetal en sustancias
húmicas, y las mezclas con la capa superior del suelo mineral. Este material húmico es el que
origina el color oscuro de la capa superior del suelo del bosque.
En hábitat seco, o ácido y húmedo, especialmente en brezales y bosques de coníferas, el
humus se dispone en el suelo mineral en forma de tapete o capa compactada. La acumulación
de hojarasca se descompone lentamente y permanece separada del suelo mineral. La causa
de esto es que los organismos que soportan estas condiciones ácidas no son capaces de
mezclar los materiales húmicos con el suelo mineral.
Los principales organismos
descomponedores en estos hábitats son hongos productores de ácidos.
El tipo de humus más común es el que se encuentra bien mezclado con la materia mineral en el
suelo. Allí, pequeños artrópodos, especialmente colémbolos y ácaros, transforman los residuos
vegetales en excrementos y fragmentos diminutos. Estos excrementos, junto con los restos
vegetales y las partículas minerales, conforman una estructura laxa en forma de red, conectada
por pequeños excrementos que se separan con facilidad.
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Bibliografía consultada
Andrés, E. 1991. Redondel. Santillana, Caracas.
Flores E., J. (1985) Ciencias Hoy. Santillana, Caracas.
Juárez, E. & A. Rodríguez. 1985. Mecánica de suelos. Editorial LIMUSA, México DF, 642 p.
Orsay, V. 1998. Manual de Evaluación de la Erosión Hídrica del suelo. Instituto Politécnico
Tomas Katari, Sucre (Bolivia).
Para la Salud, 6º grado, Editorial Larense C. A., Caracas.
Pérez, A. 1986. Estudios de la Naturaleza y Educación.
Richters, E. 1995. Manejo y uso de la Tierra en América Central.
Rossiter, D. 1994. Notas de Curso Evaluación de Tierras.
Smith, R. & T. Smith. 2001. Ecología. 4º edición. Addison Wesley, Madrid, 642p.
Villee, C., E. Solomon, C. Martin, D. Martin, L. Berg & P. Davis. 1992. Biología. 2º edición,
Editorial McGraw Hill – Interamericana, México DF, 1404p.
Wicander, R. & J. Moore. 2000. Fundamentos de geología. International Thompson
Editores, USA, 445p.
Ibañez, C., S. Palomeque & F. Fontúrbel. 2004. Elementos principales del suelo, geodinámica y dinámica de los
principales componentes del suelo. En: Fontúrbel, F., C. Ibáñez & G. Abruzzese (eds.) El Recurso Suelo: Bases
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