Con frecuencia se considera que el suelo es un sistema abierto y dinamico, constituido por tres fases: solida, liquida y gaseosa. La fase solida esta formada por los componentes inorganicos y organicos del suelo.
Resumen
La mayor parte de la superficie terrestre esta cubierta por una delgada capa de suelo. Esta capa, cuyo espesor varia entre unos pocos centimetros y dos o tres metros, puede parecer insignificante comparada con la masa de nuestro planeta. Sin embargo, en esos pocos centimetros, los reinos vegetal y animal se encuentran con el mundo mineral y establecen con el una relacion dinamica. Los vegetales obtienen del suelo el agua y los nutrientes esenciales mientras que los animales elaboran su propia materia a costa de los vegetales. A posteriori los residuos vegetales y animales retornan de nuevo al suelo, donde son descompuestos por la numerosa poblacion microbiana que alli se encuentra presente. De tal forma que, la vida es esencial para el suelo y el suelo es esencial para la vida. Es evidente pues que resulta necesario conocer nuestros suelos y sus potencialidades en condiciones optimas de utilizacion y que se debe tambien intentar conservar su capacidad productiva y ambiental, evitando que las actuaciones humanas sobre ellos disminuyan esa capacidad o provoquen la perdida de algunas de sus funciones.
El suelo como sistema de tres fases
El suelo es un cuerpo natural tridimensional, que forma parte de un ecosistema y que esta en equilibrio con el medio ambiente. Por ello, su estudio debe iniciarse en el campo, observando de forma detallada y precisa, tanto el suelo en su conjunto, como el medio en el que se encuentra (Moreno Caselles et al., 2000).Tiene como limite superior la atmosfera y un limite inferior dificil de ser definido. En general, el suelo pasa de forma gradual en su limite inferior a roca dura o materiales saproliticos (Porta Casanellas et al., 2003).
Con frecuencia se considera que el suelo es un sistema abierto y dinamico, constituido por tres fases: solida, liquida y gaseosa. La fase solida esta formada por los componentes inorganicos (minerales) y organicos (materia organica) del suelo. Estas particulas solidas dejan entre si, una serie de huecos (poros, camaras, galerias, grietas y otros), donde se hallan las fases liquida y gaseosa. La fase liquida del suelo esta constituida principalmente por agua, que puede llevar en su seno sustancias disueltas o en suspension y la fase gaseosa esta formada por aire, constituyendo la atmosfera del suelo. Asimismo, en el suelo se pueden encontrar raices y microorganismos que ocupan estos huecos (Moreno Caselles et al., 2000; Porta Casanellas et al., 2003).
Las interacciones entre las fases solida y liquida adquieren especial relevancia al existir en la fase solida particulas cargadas electricamente y de elevada superficie especifica. Los procesos de adsorcion e intercambio ionico son fundamentales para la actuacion del suelo como depurador natural, para la vida en el suelo y en concreto para la nutricion de las plantas. Las fases liquida y gaseosa se hallan en cambio constantes, tanto en cantidad como en composicion. La lluvia, el riego y las filtraciones incorporan agua al sistema, la evapotranspiracion constituye la principal via de salida en condiciones en las que no haya perdidas por percolacion. El aporte de agua diluye el contenido ionico de la fase liquida y la evapotranspiracion concentra la solucion del suelo. La presencia de sales solubles en el agua del suelo puede llegar a ser perjudicial para las plantas, al impedir que estas puedan absorber el agua o por el efecto toxico de algun ion (Porta Casanellas et al., 2003).
El oxigeno es el principal componente de la materia mineral, con un peso que suele sobrepasar la mitad del total. Otros elementos abundantes son aluminio, hierro, potasio, calcio, magnesio y sodio. Todos los demas elementos que componen la parte mineral no sobrepasan el 5% del peso total. Los minerales mas abundantes en el suelo son los aluminosilicatos y los oxidos de aluminio, silicio y hierro (MAPA, 1989).
La materia organica presente en el suelo puede encontrarse bajo dos formas: viva o muerta. La parte muerta esta formada por restos de animales y de vegetales mas o menos descompuestos debido a la accion que ejercen sobre ella los microorganismos del suelo. Cuando la materia organica se descompone se liberan los elementos minerales contenidos en ella, que pasan de nuevo a disposicion de las plantas.
El contenido de materia organica varia, por lo general, del 1 al 6% en peso. Los suelos de regiones muy acidas suelen tener menos del 1% de materia organica y los de regiones muy humedas suelen sobrepasar el 6%. Cuando el contenido en materia organica sobrepasa el 20% se habla de suelos organicos (Porta Casanellas et al., 2003).
El suelo como recurso natural
En la figura 1 se puede observar que la fase solida es la predominante en el suelo, ocupando entre el 50-60% del volumen total, mientras que las fases liquida y gaseosa se situan entre el 25-30% y el 15-20%, respectivamente.
Figura 1. Esquema de las fases del suelo y de los principales constituyentes (Moreno Caselles et al., 2000)
El Sistema Suelo, como parte integrante del ecosistema, es mas estable que las formaciones biologicas que sustenta y, por tanto, el conocimiento de sus propiedades y de su funcion, asi como de los agentes o fenomenos capaces de inducir cambios en el, nos proporciona una herramienta muy util a la hora de predecir y catalogar los posibles impactos derivados de la modificacion de sus caracteristicas naturales (Moreno Caselles et al., 2000). En su evolucion natural los cambios que se producen son lentos, y no alteran la productividad de los suelos a corto plazo. Sin embargo, cuando estos se producen de forma rapida conducen a altos indices de degradacion.
El suelo, por ser un recurso natural no renovable o muy dificil y costoso de renovar, debe ser utilizado sin llegar a superar su capacidad de aceptacion de los distintos usos previstos en cada caso: agricultura, jardineria, paisajismo, silvicultura, urbanismo, etc., ya que los suelos son un bien comun, escaso (referido a los suelos de calidad) que se puede explotar, pero cuyas propiedades deben de mantenerse para las generaciones venideras.
El Programa Mundial del Medio Ambiente considera que la humanidad tiene una gran dependencia del clima y del suelo al ser estos recursos naturales y que el ritmo creciente de la poblacion mundial lleva aparejado un aumento de la demanda de tales recursos. Por ello, es preciso establecer una estrategia comun para conseguir un mayor conocimiento de ellos y una utilizacion mas racional de los mismos. En este contexto, la Carta Europea de Suelos aprobada por el Consejo de Europa en 1972, establece doce puntos fundamentales (Moreno Caselles et al., 2000):
1. El suelo es uno de los bienes mas preciados que posee la humanidad. Permite la vida de los vegetales, de los animales y del hombre sobre la Tierra.
2. El suelo es un recurso limitado que se destruye facilmente.
3. La sociedad actual utiliza el suelo principalmente con fines agricolas e industriales. Toda politica futura de ordenacion del territorio ha de ser concebida en funcion de las propiedades del suelo y de las necesidades vigentes en la sociedad actual y futura.
4. Los agricultores y los agentes forestales deben de aplicar metodos para preservar la calidad de los suelos.
5. Los suelos deben de estar protegidos contra la erosion.
6. Los suelos deben de ser protegidos frente a la contaminacion.
7. Toda implantacion urbana debe de ser realizada de forma que tenga minimas repercusiones desfavorables sobre las areas circundantes.
8. Las repercusiones de las obras publicas sobre las tierras vecinas han de ser evaluadas desde el mismo momento en que tiene lugar la concepcion del proyecto y tomadas las medidas pertinentes para paliarlas.
9. El inventario de los recursos edaficos es indispensable.
10. Es necesario un esfuerzo continuado de investigacion cientifica y de colaboracion interdisciplinar entre diferentes areas para poder garantizar una utilizacion mas racional del recurso suelo y su conservacion.
11. La conservacion de los suelos, como tal, debe ser objeto de enseñanza a todos los niveles y de informacion publica de una forma continuada.
12. Los gobiernos y las autoridades administrativas responsables han de planificar y gestionar un uso mas racional de los recursos edaficos existentes.
Factores de formacion del suelo
Segun Jenny (1941), en Edafologia se admite que las principales variables que determinan el estado de un suelo son la roca madre o material originario, el clima, los organismos vivos, la geomorfologia y el tiempo. En otras palabras, los suelos son formados por una combinacion de efectos causados por estos factores. Su accion determina la direccion, velocidad y duracion de los procesos formadores. No obstante, posteriormente otros autores han ido destacando el papel desempeñado por otros factores. Asi, Gaucher (1981) considera ademas los factores hidrologicos, la influencia del hombre, la influencia global del medio de edafogenesis, la evolucion del medio geologico y de los paleoambientes de edafogenesis. La idea de que la interaccion de diversos factores contribuye a la formacion de un suelo ha dado lugar a la elaboracion de la teoria de los factores de estado para explicar la genesis de suelos. A pesar de los años que han pasado, desde que fue formulada, sigue teniendo vigencia y es la que ha tenido un mayor impacto en los estudios edaficos para llegar a entender la formacion de los suelos y los modelos de distribucion en el paisaje (Porta Casanellas et al., 2003).
Entre los factores que influyen en la formacion del suelo destacan, los siguientes (Porta Casanellas et al., 2003):
1. La roca madre o material originario: representa el estado inicial del sistema del suelo, de manera que, se puede decir que es el suelo en el tiempo cero. Resulta un elemento pasivo en la edafogenesis, sobre el cual actuan los factores que lo transforman. Este material puede ser una roca consolidada, un deposito no consolidado o un suelo preexistente (Porta Casanellas et al., 2003). La influencia del material originario sobre el suelo se percibe especialmente en el color, la textura y estructura del mismo, aunque todo ello dependera de lo susceptible que sea dicho material a la meteorizacion, de las caracteristicas fisicas y del regimen de humedad. El tipo de roca determina la clase de suelo. Por ejemplo, el granito, se meteoriza lentamente y posee pocos elementos nutritivos, por lo que los suelos desarrollados a partir de esta roca suelen ser arenosos y poco fertiles. En cambio, los suelos derivados de roca caliza presentan, por lo general, una buena fertilidad natural (MAPA, 1989).
2. El clima: condiciona la humedad y temperatura del suelo de una forma directa y, a la vez, tiene una accion indirecta sobre el desarrollo de la vegetacion y de los organismos vivos. Influye sobre procesos tales como la meteorizacion (fisica o quimica), el transporte y el deposito de materiales (Badia y Marti, 1999). Por todo ello, se considera que el clima es un factor activo en la edafogenesis (Porta Casanellas et al., 2003). En general, se admite que el principal efecto del clima viene determinado por la temperatura y la precipitacion. De esta forma, la temperatura tiene una relacion con respecto a las velocidades de reaccion, de manera que altas temperaturas aceleran dichas reacciones. Por ello, en areas frias y poco lluviosas, como la tundra, los suelos se desarrollan lentamente mientras que en areas calidas y muy lluviosas, como en los Tropicos, los suelos se desarrollan mucho mas rapidamente (MAPA, 1989).
3. Los organismos vivos: que actuan como componentes activos del suelo son las plantas, los animales y los microorganismos e incluso el propio hombre. Las plantas representan un aporte de materia organica al suelo, contribuyendo tanto al desarrollo de la estructura como a la circulacion del agua y del aire en el mismo. No obstante, la vegetacion ejerce una accion de pantalla frente a la precipitacion afectando, por lo tanto, al regimen de humedad del suelo, la infiltracion, escorrentia y erosion del mismo. Los animales pueden, mediante acciones excavadoras, trituradoras y mezcladoras, contribuir a estructurar el suelo, mientras que los microorganismos actuan en los ciclos biogeoquimicos del carbono y del nitrogeno, y tambien en la biodegradacion de la materia organica (White, 2000).
Foto 1. Dentro del grupo de los vegetales superiores hay que diferenciar entre los arboles y la vegetacion herbacea.
La mayoria de las plantas herbaceas son anuales y los residuos procedentes de las partes aereas se acumulan en la superficie, mientras que la mayor parte de las raices se acumulan en la capa superficial del suelo. Por esta causa, el horizonte A presente en los suelos de praderas suele ser rico en materia organica. Los arboles poseen abundantes raices profundas, pero la cantidad de materia organica que aportan anualmente estas raices es menos importante que la suministrada por las raices de la vegetacion herbacea. En los suelos forestales, la mayor parte de la materia organica proviene del mantillo, formado por restos de hojas y ramas, que se concentra en unos pocos centimetros de la parte mas superficial del horizonte A.
4. El relieve: aunque sea moderado, ejerce una importante accion sobre la edafogenesis, debido sobre todo a que provoca una modificacion en el regimen hidrico (Duchaufour, 1987). De modo general, se puede asegurar que la diversidad de los suelos a escala regional es debida a la influencia del clima, mientras que esa diversidad a escala local es controlada por el relieve (MAPA, 1989). A su vez, la pendiente de las laderas influye en la velocidad con que el suelo se erosiona (Thompson y Troeh, 1982). Una parte del agua que cae sobre una ladera escurre por la superficie y se infiltra en el terreno en otro sitio distinto a donde cae. Cuanto mayor es la inclinacion de la ladera mayor es la escorrentia, lo que da lugar a un suelo mas seco, con menor vegetacion y, en consecuencia, con menor contenido de materia organica. Ademas, el agua arrastra el suelo de las laderas y lo deposita en las zonas mas bajas, con lo cual el espesor del suelo en aquellas zonas es menor que en estas otras. Los arratres del suelo superficial ocasionan tambien una perdida de materia organica, que va a enriquecer al suelo de las vaguadas. Los suelos de las laderas con pendientes acusadas tienen colores mas claros que los de las zonas bajas, a
consecuencia de la perdida de suelo superficial (mas rico en materia organica y, por tanto, mas oscuro) que es arrastrado hacia los valles (MAPA, 1989). Ademas, el relieve tiene una importante influencia sobre el clima local. De ahi que, cambios en la elevacion del terreno afecten a la temperatura, de modo que se registra un descenso de aproximadamente 0,5ºC por cada 100 m de incremento de altitud (White, 2000).
5. La edad del suelo: se refiere al tiempo durante el que los distintos procesos formadores han ido actuando sobre el, y para determinarla sera necesario fijar un tiempo cero. Este coincide con el de formacion de la superficie geomorfica sobre la que se desarrolla el suelo (Porta Casanellas et al., 2003). Generalmente, el tiempo necesario para la formacion de un suelo oscila entre cientos, miles y millones de años (Duchaufour, 1987); de ello se deduce que la formacion de un suelo es un proceso lento pero continuo. Segun el grado de desarrollo del perfil, los suelos se clasifican en jovenes, maduros y viejos (MAPA, 1989). Un suelo joven esta formado por un material parental mas o menos disgregado, sin diferenciacion de horizontes y con un ligero oscurecimiento de la parte mas superficial, que indica el comienzo de la formacion del horizonte A. Algunos suelos se mantienen jovenes perpetuamente, debido a un aporte continuo de material sedimentario, a una erosion rapida o a un material parental muy resistente a la meteorizacion. Salvo en este ultimo caso, los suelos jovenes suelen ser fertiles. En un suelo maduro, los horizontes del perfil estan claramente diferenciados y se ha llegado a una situacion
estacionaria, de tal forma que la cantidad de material parental transformado en suelo es aproximadamente igual a la cantidad perdida por erosion, lavado y otras causas. La fertilidad de estos suelos se mantiene a un nivel medio, gracias a la meteorizacion del material parental. Un suelo viejo tiene escasa fertilidad, debido a que no hay aporte de material parental, ha desaparecido la mayor parte de los materiales capaces de meteorizarse y han sido lavados la mayoria de los nutrientes liberados en estos procesos. Ademas, en el horizonte B se ha acumulado una gran cantidad de arcilla, que dificulta la aireacion, los movimientos del agua y la penetracion de las raices. Las actividades geologicas, con levantamientos y hundimientos del terreno, interrumpen el desarrollo del suelo, de tal forma que algunos suelos no llegan nunca al estado de viejo, y aquellos otros que llegan y pierden su fertilidad son arrastrados a otro lugar por erosion o son enterrados en el mismo lugar por procesos de sedimentacion, comenzando de nuevo la formacion del suelo con el material situado en la superficie.
Procesos de formacion del suelo
El suelo es un sistema dinamico y abierto, resultado de la accion combinada de muchos procesos, integrados po una serie de reacciones y redistribuciones de materia. Al conjunto de procesos que intervienen en la genesis o formacion del suelo se les denomina procesos edafogeneticos. La formacion de un suelo comprende un conjunto de procesos que transforman una roca o un material en suelo. Las fases iniciales de la edafogenesis se caracterizan por un predominio de los cambios fisicos y quimicos, que afectan a la roca y a sus minerales, por la accion de los agentes atmosfericos y por la circulacion del agua. Estas reacciones se agrupan bajo la denominacion de procesos de meteorizacion. A medida que avanza el tiempo, empiezan a tener lugar otros procesos que afectan a un suelo y que junto con los de meteorizacion van definiendo las caracteristicas del suelo resultante. El que tenga lugar un tipo u otro de procesos dependera del material de partida y de las condiciones del medio, es decir, de los factores formadores, que son los que controlan la tendencia evolutiva (direccion y velocidad) del mismo.
En la formacion de un suelo concreto, casi siempre actua mas de un proceso, ya sea simultanea, secuencialmente o alternativamente. Para facilitar su estudio los procesos de formacion del suelo pueden dividirse en dos grupos: procesos de meteorizacion y otros procesos.
La meteorizacion consiste en la desintegracion fisica y descomposicion quimica de los materiales de las superficies terrestres o proximas a ella por procesos fisicos, quimicos y biologicos. Este proceso se refiere a la accion realizada sobre las rocas por fenomenos atmosfericos, tales como: lluvia, hielo, viento, etc. Es la respuesta de las rocas y los minerales a nuevas condiciones ambientales de la hidrosfera, atmosfera y biosfera que estan proximas o en contacto con ellas (Moreno Caselles et al., 2000).
Otros procesos a tener en cuenta son los siguientes (Porta Casanellas et al., 2003):
1. Adiciones al suelo
Se refieren a la entrada en el suelo de diversos materiales tales como materia organica, aportes fluviales, volcanicos o quimicos por la contaminacion del aire.
2. Transformaciones dentro del suelo
Se llevan a cabo por alteraciones de los materiales del suelo normalmente a diferente profundidad debido a procesos de meteorizacion, edafoturbacion, compactacion con horizontes subyacentes helados, cementacion, sodificacion, descomposicion, degradacion y mineralizacion de la materia organica.
3. Translocaciones en el suelo
Referidas a la movilizacion de los materiales dentro del suelo, con la consiguiente acumulacion. Estas pueden ser de dos tipos: en solucion y en suspension.
4. Perdidas de suelo
Cuyo termino generico seria eluviacion, pueden ser debidas a lixiviacion, esto es, migracion de componentes del suelo por la accion de un agente quimico, o por erosion desde la superficie, pudiendo afectar a la parte superior de un perfil.
Conclusiones
Al referirnos al suelo suelen emplearse los terminos evaluar–utilizar–degradar–conservar, que se encuentran estrechamente relacionados. Una correcta evaluacion de las potencialidades de un suelo, implica generalmente una adecuada utilizacion, incluyendo medidas de conservacion y previniendo asi su perdida de potencialidad, esto es, su degradacion. En este contexto, se hace necesario establecer politicas de planificacion racional de usos del territorio, segun su aprovechamiento optimo y restringiendo la implantacion de aquellas actividades que impliquen su deterioro. Cuando este proceso de planificacion o toma de decisiones se aplica a nuestras actividades sobre el suelo, se han de tener presentes dos principios basicos:
1. Cada suelo debe dedicarse al uso para el que es mas adecuado.
2. Cuando los suelos presentan un uso actual para el cual poseen un alto valor, deben protegerse frente a cambios de uso del suelo dificilmente reversibles.
Las decisiones sobre un nuevo uso del suelo o un cambio sobre la utilizacion del mismo, pueden acarrear beneficios o perdidas, en terminos economicos o ambientales. Estas decisiones deben basarse en un adecuado conocimiento de las potencialidades y limitaciones que presentan los suelos para el nuevo uso al que se los pretende destinar teniendo presente que el suelo es un ente vivo en el que multitud de procesos y factores intervienen.
Bibliografia
Badia, D. y Marti, C. (1999). Suelos del Pirineo Central. I.N.I.A.; U.Z.; C.P.N.A.; I.E.A. Huesca. 190 pp.
Duchaufour, Ph. (1987). Manual de Edafologia. Ed. Masson. Barcelona. 214 pp.
Gaucher, G (1981). Les facteurs de la pedogenèse. Tome II. 30 pp.
Jenny, H. (1941). Factors of soil formation. McGraw-Hill. New York. 281 pp.
MAPA (Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentacion). (1989). El suelo y los fertilizantes. Ediciones Mundi-Prensa. Madrid. 283 pp.
Moreno Caselles, J.; Moral Herrero, R.; Perez Murcia, M. D. y Perez Espinosa, A. (2000). Fundamentos de Edafologia y Climatologia. Editor Universidad Miguel Hernandez. España. 395 pp.
Porta Casanellas, J.; Lopez-Acevedo Reguerin, M. y Roquero de Laburu, C. (2003). Edafologia para la agricultura y el medio ambiente. 3ª Edicion. Ed. Mundi-Prensa. Madrid. 929 pp.
Thompson, L. M. y Troeh, F. R. (1982). Los suelos y su fertilidad. 4ª Edicion. Ed. Reverte. Barcelona. 649 pp.
White, R. E. (2000). Principles and practice of soil science. The soil science. The soils a natural resource. Blackwell Science. 348 pp.
AUTOR: Ana Isabel Roca Fernandez. Centro de Investigaciones Agrarias de Mabegondo. INGACAL. Apdo. 10 15080 La Coruña, España.