El suelo y sus procesos formadores

El suelo

Es la parte más superficial de la corteza terrestre, con un espesor que varía de unos pocos centímetros a dos o tres metros, en donde los reinos vegetal y animal establecen una relación con el reino mineral. Los vegetales toman del suelo el agua y los elementos nutritivos y los animales elaboran su materia a través de vegetales, los residuos o materia orgánica de ambos vuelven al suelo como productos originales al ser descompuestos por los microorganismos.

Componentes del suelo

Los componentes del suelo determinan en gran medida sus propiedades características. El suelo puede ser definido como un sistema trifásico con cuatro componentes (Fig. 1).    

La fase sólida ocupa un 50% y está conformada por el componente mineral y el componente orgánico. Sus proporciones pueden variar dependiendo del lugar donde se encuentre el suelo. Normalmente en la parte superficial de un suelo, con buenas condiciones para el crecimiento de un cultivo, la parte mineral ocupa aproximadamente un 45% y la orgánica un 5%. Sin embargo, el componente orgánico puede ser menor a 3% (zonas tropicales) o mayor a 20% (suelos orgánicos).

El 50% del volumen restante es ocupado por el espacio poroso, que son unos espacios vacíos o poros que dejan las partículas sólidas. Este espacio está dividido en aproximadamente 25% para la fase líquida (componente agua) y 25% para la fase gaseosa (componente aire). Estos dos componentes mantienen una relación recíproca, la entrada y salida de uno, disminuye o aumenta la proporción del otro.  En un suelo agrícola es deseable que los poros ocupen aproximadamente la mitad del volumen total del suelo y que el contenido máximo de agua sea el doble del volumen ocupado por el aire.

Comparado con la capa cultivable, el subsuelo contiene mayores cantidades de sustancias minerales, pero menores de materia orgánica. La parte mineral se deriva del material madre o de los fragmentos depositados. El suministro potencial de estos elementos nutritivos varía de acuerdo con el origen, la clase y el tamaño de las partículas minerales.  El O₂ es el principal componente de la materia mineral, con un peso que suelo sobrepasar la mitad del total. Otros elementos abundantes son el Al, Fe, Ca, K, Mg, Na. Todos los demás no sobrepasan el 5% del peso total. Los minerales más abundantes pueden ser aluminosilicatos donde predominan el O, Si, Al y los óxidos de Fe, Al y Si.

La materia orgánica puede ser viva o muerta, representada por una acumulación de plantas frescas, de vegetales parcial o completamente descompuestos y de residuos animales descompuestos por los microorganismos del suelo, que constituyen la parte viva del suelo. Al descomponerse la materia orgánica, los elementos minerales están disponibles para las plantas, pero su contenido es inestable, por tanto se debe mantener constante el contenido de materia orgánica.

El contenido de agua puede variar considerablemente, la lluvia y el riego son factores importantes en este aspecto. El agua en el suelo es importante porque satisface los requerimientos de humedad de las plantas, disuelve los elementos nutritivos para que la planta los absorba por las raíces, controla el volumen del aire en el suelo y la fluctuación de la temperatura. La cantidad de agua disponible es importante para el desarrollo y rendimiento de los cultivos.

El aire está constituido por una mezcla de gases (N₂, O₂, CO₂, vapor de agua) que llena parte de los poros. El aire es absorbido por las raíces y por los microorganismos y puede ser disuelto en la solución del suelo. Sus componentes deben estar en proporción con el agua para que las plantas y microorganismos se desarrollen bien. La acumulación de ciertos gases, en detrimentos de otros, puede ocurrir luego de una fuerte precipitación y por la formación de costras en la superficie. Una labranza a tiempo puede restituir el balance de aire en el suelo.

El perfil del suelo

Los suelos en su formación desarrollan varias capas a diferentes profundidades por debajo de la superficie, al corte del suelo donde se aprecian estas capas se le conoce como perfil del suelo.  Un suelo en particular puede tener todos los horizontes o carecer de ellos. La secuencia normalmente es ABCD o ABCR, que representan los horizontes minerales principales, pero la subdivisión puede ser más compleja (Fig. 2).

1. Horizonte O, ubicado sobre la superficie del suelo o p
   arte superior de los horizontes minerales, es llamado orgánico. Típicos de suelos bajo vegetación boscosa.

• Horizonte O₁: formado por hojas sueltas y restos orgánicos en descomposición que pueden ser reconocidos a simple vista.
• Horizonte O_2: constituido por materia orgánica descompuesta no identificable.

2. Horizonte A, normalmente es el horizonte superior donde se desarrolla una alta proporción de las raíces de los cultivos y dónde se genera la mayor actividad de los microorganismos. Este horizonte es el más expuesto a las acciones del clima y de los seres vivos, que originan una meteorización más o menos rápida. Los materiales tienden a emigrar, pero en los suelos muy maduros, los minerales más resistentes se concentran en este horizonte.

• Horizonte A₁: horizonte mineral lavado de color oscuro conteniendo una alta proporción de materia orgánica finamente dividida.
• Horizonte A₂: estrato lavado de color claro representando la zona de máximo lavado o eluviación de arcilla, óxidos de Fe y Al y de concentración de minerales como el cuarzo. También es conocido como el horizonte E y está ubicado por debajo del horizonte A u O, pero siempre por arriba del B. Su denominación proviene de “eluviación” que quiere decir lavado. Este horizonte es común en suelos bajo bosque o sabanas en zonas tropicales.
• Horizonte A₃: estrato transicional entre los horizonte A y B y es muy similar al A₂.

3. Horizonte B, es conocido como un área de iluviación o acumulación del material lavado de las capas superiores del suelo. Normalmente está ubicado en la parte media del perfil, comúnmente tiene más arcilla y es de colores más claros. En este horizonte se ubican las raíces más profundas de las plantas herbáceas y la mayoría de las raíces de árboles y arbustos.

• Horizonte B₁: es un horizonte de transición entre A y B, pero con propiedades que lo asemejan más a B.
• Horizonte B_2: es la zona de máxima acumulación de arcilla silicatada y sesquióxidos de hierro y aluminio y de máximo desarrollo de estructura blocosa.
• Horizonte B₃: es un horizonte de transición entre B y C con propiedades que lo asemejan al B.

4. Horizonte C, consistente de roca no consolidada en proceso de desintegración o meteorización y comparte algunas propiedades con los horizontes superiores. Es similar a la apariencia original del suelo donde hay continuidad geológica. Es la capa más profunda del perfil y es poco influida por los organismos vivos.
5. Horizonte D o R: es la roca sólida o material consolidado.

En la Ciencia del Suelo, se hace referencia a la combinación de los horizontes A y B como “solum” o suelo verdadero. La presencia de algunos horizontes depende del grado de evolución que el suelo posea y de los factores y procesos formadores que hayan afectado la formación de ese suelo. Por ejemplo, un suelo joven puede contener los horizontes A y C, sin haberse formado aun el B, los suelos formados a partir de una roca muy dura y compacta carecen del C y los muy erosionados pueden haber perdido el O y el A. En algunos suelos se diferencian claramente los tres horizontes principales, pero en otros no, debido a que la constitución de cada uno de ellos varía con la profundidad (Fig. 3a, 3b, 3c, 3d y 3e).

En el caso de los cultivos, la separación brusca representa un impedimento para penetración de raíces, mientras que la gradual es más favorable. En muchas ocasiones las labores profundas (mecanización) son necesarias para romper esta separación brusca, pues normalmente las labores ordinarias de laboreo no llegan al horizonte B.

El horizonte A es el más expuesto a las acciones del clima y de los seres vivos, que originan una meteorización más o menos rápida. Los materiales tienden a emigrar, pero en los suelos muy maduros, los minerales más resistentes se concentran en este horizonte. Los suelos muy meteorizados son pocos fértiles porque acumulan muchos materiales muy resistentes que se descomponen lentamente, mientras que los suelos fértiles han sufrido poca meteorización y contienen bastantes minerales que al descomponerse suministran apreciable cantidad a las plantas.

Pedón y Polipedón.

Los cuerpos de suelo generalmente son muy grandes y a veces ocupan grandes extensiones de terreno. Cuando se tiene la necesidad de estudiarlos, bien sea para caracterizarlos, clasificarlos, cartografiarlos o para predecir su comportamiento ante un uso determinado, es necesario entonces definir unidades más pequeñas de suelos, pues es muy difícil estudiar toda la masa del suelo o grandes áreas del mismo. Esta unidad es conocida como pedón y representa el menor volumen que puede ser llamado suelo. Generalmente es de forma poligonal, tridimensional, el área puede variar 1-10 m² dependiendo de la variabilidad del suelo y es equivalente a un perfil de suelo. Al grupo de pedones ubicado en un cuerpo de suelo se le conoce como polipedón (Fig. 4).

Factores y procesos formadores

 Además de los factores formadores, la génesis de los suelos está condicionada a los procesos formadores de suelos, que constituyen una secuencia de eventos que ocurren en el suelo, y que dan como resultado un conjunto de cambios y variaciones en sus propiedades en función del tiempo.

Son muchos los procesos específicos que pueden suceder en el suelo (Buol et al, 1973). Sin embargo, todos pueden ser generalizados en cuatro tipos principales: Adiciones o Ganancias (1), Remociones o Pérdidas (2), Transporte o Traslocaciones (3) y Transformaciones (4).

• Eluviación: movimiento de materia orgánica en el perfil (3)
• Iluviación: concentración de materia en el perfil (3)
• Lavado: pérdidas del perfil (2)
• Enriquecimiento: adición de materia orgánica al suelo (1)
• Erosión: remoción de materia de la superficie del suelo (2)
• Acumulación mineral: adición de materia en la superficie del suelo (1)
• Calcificación: acumulación de CaCO₃ (3)
• Decalcificación: remoción de CaCO3 de uno o más horizontes (3)
• Salinización: acumulación de sales solubles; Cl, SO₄, Ca, Mg, Na y K (3)
• Desalinización: remoción de sales solubles (3)
• Alcalinización: acumulación de iones de Na en el complejo de cambio (3)
• Desalcalización: eliminación de iones Na y sales (3)
• Lixiviación: migración mecánica de arcillas y partículas pequeñas del horizonte A al B (3)
• Pedoturbación: cambio, volteamiento, ciclaje bilógico y físico de materia en el suelo (3)
• Podzolización: migración de Fe, Al y humus (3-4)
• Laterización: migración de Si, acumulación de Fe y Al, material petroférrico, lateritas, plintita, concreciones (3-4)
• Descomposición: alteración de materiales minerales u orgánicos (4)
• Síntesis: formación de partículas minerales y sustancias orgánicas (4)
• Melanización: oscurecimiento de materiales minerales por reacción de materiales húmicos (1-3)
• Aclaramiento: emblanquecimiento de horizontes por desaparición de materiales húmicos (3)
• Acumulación de materia orgánica: acumulación de residuos orgánicos y humus a profundidades menores de 30 cm sobre la superficie de suelos minerales (1)
• Paludización: acumulación orgánica mayor a 30 cm (4)
• Maduración: cambios químicos, biológicos y físicos en los suelos orgánicos luego de que el aire penetra en los depósitos orgánicos (4)
• Humificación: transformación de materia orgánica en humus (4)
• Mineralización: descomposición de materia orgánica (4)
• Gleyzación,: reducción de Fe, movilización, coloración gris (3-4)
• Pardización, Rubefacción, Ferruginación: liberación de Fe a partir de minerales primarios, la progresiva oxidación o hidratación genera coloraciones pardas, pardo rojizas y rojas, respectivamente (3-4).

La Fig. 5 muestra cómo actúan los procesos formadores en el paisaje y en el perfil del suelo. Los equilibrios dinámicos entre estos procesos diferencian un suelo de otro. En el paisaje es evidente que de las posiciones altas, exista un efecto por la lluvia, una remoción de suelo que es transportado en la pendiente hacia las posiciones planas para ser depositado allí. También dentro del perfil del suelo ocurren todos los procesos.

El agua como precipitación, condensación o escorrentía; el oxigeno (O₂) y el dióxido de carbono (CO₂) de la atmósfera; el nitrógeno (N), cloro (Cl), y azufre (S) de la atmósfera y de la precipitación; la materia orgánica proveniente de la actividad de los organismos; los materiales como sedimentos y la energía del sol, son adiciones en el horizonte A del suelo. El agua puede perderse por evaporación; el nitrógeno (N) por denitrificación; el carbono (C) como CO₂ a partir de la oxidación de la materia orgánica, los sedimentos arrastrados por la erosión y la energía por radiación, son procesos de remoción a partir del horizonte A. Del horizonte A al B y el C, se producen procesos de translocación. Las arcillas, la materia orgánica, los sesquióxidos y las sales son trasportados en el agua, los nutrimentos pueden ser lavados y masas de suelo pueden ser transportados por organismos. La transformación dentro del suelo ocurre con la mineralización y humificación de la materia orgánica; cambio de tamaño de las partículas o minerales primarios o secundarios debido a la meteorización física; reacciones de las arcillas y de la materia orgánica; formación de estructuras y de concreciones, meteorización química y bilógica de minerales y reacciones del complejo coloidal y de la materia orgánica.

Los procesos y factores formadores de suelos ocurren simultáneamente y la gran variabilidad de suelos son indicativos de las variaciones en la intensidad y en el tiempo que los procesos han actuado en la génesis de suelo.  Cada lugar en la tierra tiene variaciones en la formación del suelo, y por tanto, éste tiene caracteres específicos y una correlación geográfica que los puede clasificar a nivel local, regional, nacional e internacional.

Ing. Agr. Onelia Andrade (MSc; PhD)