manejo y conservación de suelos unidad 2. propiedades físicas y

MANEJO Y CONSERVACIÓN DE SUELOS
UNIDAD 2. PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS DE LOS SUELOS Y SU RELACIÓN CON LA DEGRADACIÓN
1. Propiedades físicas del suelo y su relación con la degradación
Las propiedades físicas y químicas de los suelos, determinan en gran medida, su capacidad de uso.
La condición física de un suelo, determina muchas de sus propiedades como la capacidad portante, la facilidad
para la penetración de las raíces, la facilidad de drenaje y la aireación, la capacidad de almacenamiento de
agua, la plasticidad, y la retención de nutrientes.
De otra parte, la clase y cantidad de aniones y cationes presentes en la solución del suelo, el tipo de arcillas y el
tipo de complejos arcillo húmicos que se forman, determinarán los procesos de floculación o dispersión de las
partículas del suelo.
La Textura, está definida por el porcentaje en que se encuentran las fracciones minerales que constituyen el
suelo: arena gruesa, arena media, arena fina, limo y arcilla. Las diferentes combinaciones, dan origen a
diferentes clases texturales.
La Densidad Aparente (Dap) del suelo nos da una idea de que tan pesado es. Los suelos arcillosos presentan
densidades aparentes más altas que aquellos suelos arenosos o con alto contenido de materia orgánica en
donde hay una mayor cantidad de macroporos ocupados por aire
La Estructura del suelo se define como la manera en que las partículas del suelo se agrupan, con la ayuda de
agentes cementantes como la arcilla y la materia orgánica, formando agregados.
Así, la estructura también determina el espaciamiento entre partículas, especialmente los macroporos
La Estabilidad estructural representa la resistencia a toda modificación de los agregados. El principal agente
destructor de la estructura del suelo es el agua, que actúa de diferentes formas degradándola
La Resistencia a la penetración es un buen índice pare evaluar problemas de restricción en el desarrollo
radicular de las raíces de los cultivos y de la capacidad de drenaje interno del suelo, por la presencia de capas
compactas y/o baja porosidad.
Propiedades físicas del suelo. Determinación de parámetros
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Materia orgánica y Estabilidad Estructural
Se considera como materia orgánica a todo material producto de los desechos de organismos vivos así como
los propios organismos una vez mueren.
Representa todos los constituyentes orgánicos del suelo, incluyendo plantas sin degradar y tejidos animales,
sus productos de descomposición parcial, y la biomasa del suelo.Por lo tanto, también hacen parte de ella:
 Moléculas orgánicas identificables de alto peso molecular tales como polisacáridos y proteínas.
 Sustancias más simples tales como azucares, aminoácidos, y otras moléculas pequeñas, producto de la
descomposición de moléculas complejas.
 Sustancias húmicas
La MOS tiene efecto en la calidad física, química y biológica delsuelo y por lo tanto es de gran relevancia para
lasostenibilidad de los rendimientos de cultivos y pasturas. Además funciona como un agente amortiguador,
permitiendo que el sistema suelo pueda permanecer más o menos estable frente a diferentes tipos de
disturbios, sean de origen físico o químico:
 El color oscuro confiere al suelo la capacidad de retener el calor
 Los compuestos húmicos contienen grupos funcionales ácidos, por lo que intervienen en las reacciones
de intercambio cationico; así pues, la presencia de humus aumenta la capacidad de intercambio
cationico de un suelo o de un sustrato.
 Interaccionan con las arcillas del suelo y estabilizan los agregados previniendo la erosión.
 La MOS puede retener hasta 20 veces su peso en agua. De ésta manera contribuye notablemente a la
capacidad de retención de humedad del suelo.
 Al producir la cementación entre las partículas del suelo, contribuye no solo a estabilizar los agregados
sino también a mejorar la porosidad y aireación del suelo, mejora el intercambio gaseoso del suelo e
incrementa la permeabilidad.
 En cuanto a la fertilidad del suelo, juegan un papel importante en la disponibilidad de micronutrientes
para las plantas, puesto que forman complejos órgano - minerales (quelatos) con los metales como el
hierro, manganeso, cinc y cobre, contribuyendo además a mejorar la absorción por las plantas del
fósforo, nitrógeno, potasio, calcio y magnesio.
 Posee capacidad amortiguadora del pH (capacidad tampón) de manera que ayuda a mantener estable
la reacción del suelo.
 En el proceso de mineralización se producen y liberan compuestos como CO2, NH4, NO3, PO4 y SO4, que
son tomados por las plantas.
 Tiene función secuestrante de moléculas tóxicas como los pesticidas, metales pesados y elementos
menores tóxicos, por lo tanto las fracciones húmicas juegan un rol fundamental en la detoxificación del
suelo.
 Estimulan la actividad de la microbiota del suelo y la liberación de exudados y compuestos que
estimulan el crecimiento de las plantas
 La microbiota benéfica del suelo actúa en la ‘supresividad’ del suelo de
Patógenos.
Materia orgánica y Estabilidad Estructural
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2. PROPIEDADES QUÍMICAS DEL SUELO Y SU RELACIÓN CON LA DEGRADACIÓN
Las propiedades químicas del suelo permiten medir la calidad química del suelo tanto como la presencia de
fenómenos de degradación química y contaminación.
pH:potencial de hidrógeno. Mide la reacción del suelo e indica si el suelo es ácido o básico
C.E.: conductividad eléctrica: Permite evidenciar si hay presencia de sales.
CIC: Capacidad de intercambio catiónico: Mide la capacidad de los coloides del suelo de retener y seder iones
a la solución del suelo.
%M.O: Mide el contenido de materia orgánica total que hay en el suelo. Debe interpretarse en relación al
clima.
Contenido de Fe, Al : Sus niveles influyen en la reacción del suelo (acidez) y la disponibilidad de nutrientes. Son
tóxicos a niveles altos.
Contenidos de Na y Mg: Cuando sus niveles son elevados, se da origen a suelos salinos, sódicos o magnésicos
cuya estructura se degrada al romperse la red cristalina de las arcillas.
Contenidos de Macro y micronutrientes: N-P-K-Ca-Mg- micro : Determinan el grado de fertilidad del suelo.
La erosión es la pérdida de suelo por arrastre. De manera que significa la pérdida de materia orgánica y
nutriente de la capa arable del suelo.
El manejo del suelo y el aporte de materia orgánica son decisivos en los procesos de pérdidas y ganancias de
éstos elementos.
Golley et al(1978), reportaron en estudios realizados en suelosde Santa Fe de Panamá, con 1900mm de lluvia
anualdurante 220 días, que hay aportes importantes de K,Ca,Mg,Na,Fe,Cu,Zn,Mn,P por lavado de hojas y
troncos de la vegetación. Ellos compararon el total de estos elementos en un Campo abierto y en un
ecosistema de bosque. Los resultados fueron los siguientes:
Campo libre: 114.6 Kg/Ha/año
Bosque: 688.4 Kg/Ha/año
543.5 Kg Restos Vegetales
30.3 Kg por lavado de hojas y troncos
Pérdidas por escorrentía 265 kg/ Há/año
Pérdidas por erosión 138 Kg/ Há /año
Suarez de Castro & Rodriguez (1962), en suelos de Chinchiná- Colombia, con 2700mm de lluvia anual,
reportaron los siguientes datos de pérdidas de nutrientes en sus investigaciones acerca de pérdida de
fertilidad por procesos erosivos:
 Suelos desnudos: Se pierden 235 Kg K, 983 kg Ca, 268 Kg Mg por Hectárea /año
 Cobertura Añil:Se pierden 101 kg K, 714 Kg Ca, 178 Kg Mg por Hectárea / año
 Café en terrazas y coberturas nobles: Se pierden 1.1 Kg K, 2 Kg Ca, 2,1 Kg Mg Hectárea / año
Los procesos de tala y quema también causan profundas modificaciones en el ciclaje de estos elementos.
En la dinámica de K,Ca,Mg, la Materia orgánica viva (cobertura), muerta y el Humus, tienen un papel
fundamental en los procesos de pérdidas.
Inicialmente,después de la quema, los contenidos de éstos elementos se incrementan, pero por efectos de
lavado y erosión, las perdidas llegan a la mitad y hasta a la cuarta parte de esos contenidosdespués de un año.
Suarez de Castro et al, encontraron que en suelos de Chinchiná- Colombia, con 2700mm de lluvia anual y
pendientesentre el 3 y 10 %, después de la quema de la vegetación natural, hubo un aumento en los
contenidos así:
Ca: 1.52 a 1.82 meq/100 gramos
Mg: 0.6 a 0.8 meq/100 gramos
K: 0.19 a 0.55 meq/100 gramos
Un año después la disminución de los contenidos llegó a la mitad para Ca y Mg y hasta la cuarta parte para K.
Estos datos demuestran la importancia de mantener una cobertura permanente sobre el suelo que evite el
arrastre de sedimentos por efecto de la escorrentía y el viento. Toda practica que lleve a mantener un suelo
desnudo, irá en detrimento de su fertilidad natural.
El encalado es otra práctica agrícola de uso frecuente. Se utiliza para balancear los contenidos de Ca++ y Mg++ y
para neutralizar el Al++ cuando éste se encuentra en cantidades superiores a 1,5meq/100 gr.
En cualquiera de los casos, el aporte de cales lleva a un incremento en el valor del pH. Cuando la adición de
estas enmiendas se hace de forma indiscriminada, puede traer consecuencias negativas tales como:
 Aumento en la fijación de Fósforo y Molibdeno. El Ca y el P se unen formando fosfato de Calcio que
precipita.
 Disminución actividad microbiana y por ende una menor mineralización
 Toxicidad de Hierro , Aluminio, Manganeso que quedan disponibles al aumentar el pH
 Deficiencias de elementos menores que son disponibles a pH ácido.
Propiedades químicas del suelo y Fertilidad
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3. DEGRADACIÓN QUÍMICA DE SUELOS
La Fertilidad del Suelo es un atributo emergente reflejado en calidad del suelo. Puede definirse como la
sumatoria de aptitudes físicas, químicas y biológicas de un suelo que se manifiestan producción.
No obstante todo lo anteriormente expuesto es necesario aclarar que el término “Calidad del suelo” es
relativo, y debe definirse en términos de la pregunta ¿Calidad para qué?
Para un ingeniero agrónomo un suelo compactado indica una mala calidad del suelo, mientras que para un
ingeniero civil que desea construir un edificio, significa un suelo de buena calidad.
Si lo que se desea es reforestar un área de protección la calidad del suelo será diferente a si se quiere
desarrollar un cultivo intensivo de tomate.
La disminución en la calidad del suelo se evidencia por:
-
Presencia de procesos de erosión severa
Incremento en la compactación y encostramiento
Reducción de la infiltración del agua
Cambios adversos de pH
Contaminación por polución
Salinización
Reducción de la biomasa del suelo
Reducción de la capacidad productiva
El exceso de nitrógeno (por exceso de fertilizantes nitrogenados y materias orgánicas adicionadas) puede
inhibir la agregación del suelo al decrecer la producción de polisacáridos durante la descomposición de los
residuos orgánicos.
La actividad microbiana se ve afectada por la contaminación con metales pesados y la persistencia de
compuestos orgánicos xenobióticos polucionantes (plaguicidas hidrocarburos con diversos grupos sustituidos).
Por lo tanto en presencia de estos compuestos, disminuye la rata de mineralización de C, N, S, P, disminuye la
fijación de N atmosférico y la respiración del suelo. El primer cambio que se evidencia en un suelo contaminado
por metales pesados es la variación de pH que es muy difícil de revertir.
Estos contaminantes pueden alcanzar niveles de concentración que provocan efectos negativos en las
propiedades físicas, químicas y biológicas como: reducción del contenido de materia orgánica, disminución de
nutrimentos, variación del pH generando suelos ácidos, amplias fluctuaciones en la temperatura, efectos
adversos en el número, diversidad y actividad en los microorganismos de la rizósfera, dificultan el crecimiento
de una cubierta vegetal protectora favoreciendo la aridez, erosión del suelo, y la dispersión de los
contaminantes hacia zonas y acuíferos adyacentes y como consecuencia aumenta la vulnerabilidad de la planta
al ataque por insectos, plagas y enfermedades, afectando su desarrollo (Zhang et al., 2000 citado por Sierra,
2006).
La materia orgánica puede adsorber tan fuertemente a algunos metales, como el Cu, quedando en forma no
disponible por las plantas, motivo por el cual, algunas plantas crecidas en suelos ricos en materia orgánica,
presentan carencia de elementos como el Cu, Pb y Zn, eso no significa que los suelos no estén contaminados ya
que las poblaciones microbianas se reducen notablemente.
La textura favorece la entrada e infiltración de la contaminación de metales pesados en el suelo, por ejemplo la
arcilla tiende a adsorber a los metales pesados, que quedan retenidos en sus posiciones de cambio, por el
contrario los suelos arenosos carecen de capacidad de fijación de los metales pesados, los cuales pasan
rápidamente al subsuelo y pueden contaminar los niveles freáticos (Pineda, 2004 citado por Sierra, 2006).
El suelo debe observarse y manejarse como un Todo organizado, como un sistema vivo en donde todos los
componentes están interrelacionados y en donde cualquier tipo de manejo, por simple que parezca, trae
consecuencias sobre todo el sistema que se verán reflejadas en sus propiedades emergentes.
Formación de suelos salinos, diagnóstico y manejo.
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4. CALIDAD DEL SUELO
Se considera que el suelo es un “Sistema Vivo” con componentes e interacciones entre esos componentes que
generan unos atributos emergentes (salidas del sistema). Esos atributos emergentes se traducen en Fertilidad,
Resiliencia, Salud y Calidad del suelo.
Fertilidad del suelo: Es la capacidad del suelo de suministrar todos los nutrientes que requieren las plantas
para su crecimiento y que es producto de las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo.
Resiliencia: Es la capacidad del suelo de revertirse a un estado de equilibrio parecido al estado original,
después de haber sido sometido a fuerzas disturbadoras, una vez estas desaparecen. Esas fuerzas
disturbadoras pueden ser tala y quema, procesos erosivos, labranza del suelo, contaminación,
empobrecimiento químico, entre otros.
Salud del suelo: Implica la estabilidad de cada organismo en su entorno y en relación a los demás. Un suelo es
saludable en la medida en que alberga a una microbiota también saludable, permite el desarrollo de plantas
saludables y no presenta niveles de sustancias y /o elementos tóxicos.
Calidad del Suelo: El Instituto de la Calidad del Suelo (Soil Quality Institute, SQI) del Servicio de Conservación
de Recursos Naturales (NRCS) del USDA (SQI, 1999), define la calidad del suelo como “la capacidad que tiene un
tipo específico de suelo de llevar a cabo una serie de funciones básicas en él como mantener la productividad
biológica, regular los flujos de agua y de solutos, amortiguar la contaminación y almacenar y circular
nutrientes”.
Doran y Parkin (1994) citados por Mariscal (2008) definen la calidad del suelo como :“capacidad del suelo para
funcionar dentro de un ecosistema manteniendo la productividad biológica, preservando la calidad del medio
ambiente y promoviendo la salud de las plantas y animales”.
Involucra la permanencia o perdurabilidad de estas condiciones- a largo plazo - y la ausencia de impactos
negativos sobre los recursos naturales y el ambiente(Sánchez de Prager, 2006).
Indicadores de Calidad del Suelo
Para evaluar dicha capacidad se han seleccionado unos indicadores que son, básicamente, conjuntos de
propiedades que condicionan un comportamiento. Hay indicadores visuales, indicadores físicos, indicadores
químicos e indicadores biológicos. Los indicadores visuales pueden mostrar el efecto de ciertos procesos que
estén afectando un área importante de terreno, como por ejemplo, la acumulación de sedimentos como
consecuencia de algún proceso geomorfológico de sedimentación.
Los indicadores físicos se relacionan con el arreglo de las partículas del suelo y definen limitaciones para el
crecimiento de las raíces, para la germinación de las semillas o para el comportamiento del agua en el suelo.
Los indicadores químicos se relacionan, fundamentalmente, con los procesos que tienen que ver con el
suministro de nutrientes a las plantas y es lo que tradicionalmente se ha llamado “fertilidad del suelo” y, los
biológicos, con el contenido y actividad de organismos que viven en el suelo y su interacción con las plantas.
Gómez P., S. (Marzo de 2012). Modulo Manejo y Conservación de Suelos, Lección 4 , Capitulo 1.
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Universidad
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Propiedades físico químicas que influyen en la estabilidad de agregados en Andosoles.
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