La producción agrícola depende de la disponibilidad de suelos capaces de desarrollar cultivos con buenos rendimientos. La capacidad que tiene un suelo para que un cultivo se desarrolle plenamente, es un indicador de su fertilidad y ésta varía con la formación del suelo.
El suelo no es materia muerta, sino un cuerpo en constante transformación. Estas transformaciones pueden ser físicas, químicas y biológicas y provocan un cambio gradual y constante en las propiedades del suelo, afectando sus principales constituyentes. La intensidad y naturaleza de tales reacciones son influidas, y frecuentemente dominadas, por elementos del clima (lluvia, viento y temperatura) y prácticas agrícolas (mecanización y fertilización).
El efecto combinado de estas reacciones resulta en transformaciones de suelos, que puedes ser adecuadas o inadecuadas para la formación de raíces y, consecuentemente, para la producción de cultivos. De esta forma, las actividades más importantes para un adecuado crecimiento de las plantas son:
- El desarrollo de una estructura del suelo, con una proporción balanceada de materiales sólidos, líquidos y gaseosos.
- La conservación de una buena estructura del suelo.
- El suministro de nutrientes.
- Evitar reacciones extremas del suelo agrícola.
La falta o inadecuación de una o más de estas actividades puede traer como resultado el empobrecimiento de los suelos, convirtiéndolos en terrenos inadecuados para la producción eficiente de los cultivos.
Para la selección y aplicación de medidas que hagan que los cultivos crezcan y produzcan en forma óptima y que se mantenga y mejore la fertilidad del suelo, es imprescindible que toda información relacionada con el suelo, desde la más elemental a la más especializada, se tenga a la disposición. Teniendo esto como objetivo, a continuación se comenzará por definir al suelo y conocer cuáles son los factores que intervienen en su formación.
SUELO
Definición
A diferencia de las rocas, el suelo es la superficie suelta de la tierra. Es un cuerpo naturalmente desarrollado, variable en espesor (cm a m), en el que tienen lugar procesos físicos, químicos y biológicos. Desde el punto de vista de la agricultura, el suelo es el medio donde crecen las plantas y es el almacén de donde las plantas recogen las sustancias nutritivas, agua y aire para desarrollarse.
Formación
Los suelos se han formado de materiales parentales a través de la meteorización y translocación durante largos períodos. La meteorización es un conjunto de procesos físicos, químicos y biológicos, mediante los cuales las rocas y minerales expuestos al clima se desintegran, se descomponen y sintetizan nuevos compuestos, dando como resultado final la formación del suelo (Figura 1). Existen dos tipos de meteorización, las cuales son descritas a continuación.
- a) Meteorización física: implica la desintegración de las rocas y puede ser causada por las siguientes acciones.
- Calentamiento y enfriamiento: los cambios diarios y estacionales de temperatura contraen y dilatan las rocas y provocan fracturas, exfoliaciones o escamaciones de las capas superficiales.
- Congelamiento: el agua congelada en los intersticios de las rocas aumenta de volumen y provoca la fractura.
- Humedecimiento y secado: la alternancia de ambos expande y contrae la roca y produce abrasión y separación de las partículas.
- Erosión: la gravedad, agua, hielo o viento provoca la fricción entre las partículas y su trituración.
- Prácticas agrícolas: el hombre con sus labores de cultivo contribuye a la desintegración.
- Organismos vivos: las raíces actuando como cuñas y los animales excavando galerías, cuartean y dividen las rocas.
- b) Meteorización química: involucra la descomposición y transformación química de los materiales del suelo mediante procesos que cambian la solubilidad o la estructura y es el resultado de las siguientes acciones:
- Disolución: materiales sólidos (Ortoclasa) solubles en agua, se disocian en sus iones (K+, OH–).
- Hidrólisis: los minerales (feldespatos y micas) reaccionan con el agua y forman compuestos más solubles.
- Carbonatación: él ácido carbónico (H2CO3) reacciona con los carbonatos (CO3=) dando bicarbonatos (HCO3–) más solubles
- Hidratación y deshidratación: ciertos minerales se combinan con el agua cambiando la estructura del mineral (Hematita a Goethita o viceversa).
- Oxidación y reducción: los átomos de los minerales (Fe) pierden o ganan electrones, acelerándose la descomposición.
- Reacciones de los constituyentes con las raíces.
Figura 1. Procesos de desintegración y descomposición que suceden durante la formación del suelo.
Factores Formadores
El suelo es el resultado de la acción del clima y de los seres vivos sobre la superficie terrestre durante un período de tiempo. En la naturaleza ocurren pocos procesos básicos que son responsables del grado de desarrollo de un suelo, sin embargo, en una pequeña área pueden existir muchos tipos de suelo. Esta variabilidad espacial de los suelos se debe a factores y procesos que avanzan a diferentes intensidades y en diferentes vías produciendo diversos tipos de suelo.
Se necesita conocer cómo los procesos y factores influyen en la evolución de los suelos para poder comprender por qué os suelos son diferentes, por qué varían en productividad y cómo se pueden usar y conservar, además de cartografiarlos apropiadamente. La Figura 2 muestra los factores que intervienen en la formación del suelo.
Figura 2. Factores formadores del suelo.
- a) Material parental: ejerce influencia en un grado variable en la formación y propiedades del suelo. Su influencia es mayor en las regiones más secas y en los estadios iniciales del desarrollo del suelo. En regiones más húmedas y a través del tiempo, otros factores pueden solapar o enmascarar la acción del material parental no haciéndose tan evidente. El contenido de elementos nutritivos para las plantas y el tamaño de las partículas del suelo dependerán en gran medida del grado de meteorización que tenga el material parental. El tipo de roca determina la clase de suelo. El granito, por ejemplo se meteoriza con lentitud y tiene pocos elementos nutritivos, los suelos desarrollados a partir de esta roca suelen ser arenosos y poco fértiles. En cambio, los derivados de rocas calizas, presentan por lo general, una buena fertilidad natural y partículas más finas.
- b) Clima: es uno de los factores más importante. Condiciona la naturaleza y el grado de meteorización y a través de la influencia de sus elementos, determina el desarrollo del perfil del suelo. Además es el principal agente que incide en la distribución de la vegetación, mineralización de la materia orgánica, pH, saturación de bases y tipo de proceso geomorfológico.
Los factores climáticos que influyen en mayor proporción en la formación del suelo son:
– Humedad. Las altas precipitaciones originan las corrientes de agua. Éstas arrastran las partículas medias y finas de la superficie y las depositan en terrazas o terrenos bajos. El agua está involucrada en casi todos los procesos físicos, químicos y bioquímicos que tienen lugar en el suelo. La cantidad presente en la superficie y dentro del perfil influencia las condiciones de meteorización, lavado o acumulación de materiales solubles.
–Viento. Arrastra las partículas minúsculas del suelo, según la dirección que lleve, abandonándolas cuando reduce suficientemente su velocidad.
– Temperatura. Controla el ritmo de muchos procesos edáficos, cuando es alta acelera la meteorización y la mineralización. Como resultado de las bajas temperaturas se forman las masas de hielo. Éstas transportan parte del material parental encerrado en ellas, dejándolo en el lugar donde el hielo se retira.
Figura 3. Factores climáticos formadores del suelo: precipitación, viento y temperatura
- c) Relieve: puede influir en los suelos de muchas formas. Generalmente, el espesor y la conservación de la humedad en la superficie y dentro del perfil están asociados al tipo de relieve. Los suelos ubicados en lugares planos o con pendientes suaves dentro de una misma zona climática, y a partir del mismo material parental, tienden a tener mayor espesor. A medida que se incrementa la pendiente, el riesgo de erosión es mayor, hay mayor escorrentía y arrastre de materiales superficiales, entonces el espesor del suelo disminuye. Existen otras propiedades del suelo que también son influenciadas, tales como, espesor y contenido de materia orgánica, color del perfil, humedad del perfil y grado de diferenciación de los horizontes. De un modo general se puede decir que la diversidad de suelos a escala local es controlada por el relieve.
- d) Organismos: la actividad de las plantas y los animales, y la descomposición de sus residuos, tienen una gran influencia sobre el desarrollo del suelo. Las raíces disgregan el manto rocoso, penetran estratos compactos y mejoran la aireación, la estructura, la infiltración y la retención de agua. También pueden extraer elementos nutritivos que devuelven a la superficie por medio de su descomposición posterior. Las plantas producen materia orgánica (hojas muertas, madera, raíces), brindan protección contra la erosión hídrica e influencian la cantidad de agua que llega a la superficie, aumentando la infiltración. Los diferentes sistemas radicales y la cantidad de hojas y tallos que se incorporan a la superficie del suelo hacen que el contenido de materia orgánica en el perfil sea más alto en la superficie del suelo del bosque, pero más uniforme con la profundidad del suelo bajo pastizales (Figura 4). Los microorganismos desintegran y descomponen la materia orgánica que se incorpora al suelo, producen nitrógeno en asociaciones con las plantas y mantienen la estabilidad estructural. Los pequeños animales (lombrices, insectos, topos, hormigas) que viven en el suelo son unos eficaces agentes de meteorización y de mezcla de partículas del suelo.
Figura 4. Contenido (%) y distribución de la materia orgánica en dos suelos bajo condiciones de bosque y sabana.
El hombre con su actividad en el uso de los suelos para diferentes fines también condiciona y afecta la formación y evolución de los suelo. Las labores que el hombre ejecuta en el terreno y la profundidad de las mismas intervienen también en la diferenciación de las capas del suelo. La maquinaria e implementos pueden comprimir o aflojar el suelo a distintas profundidades.
a.5) Tiempo: el tiempo de desarrollo de un perfil es muy variable. Bajo condiciones ideales (material no consolidado y permeable bajo clima húmedo y cálido) un perfil de suelo se puede desarrollar en 200 años, bajo circunstancias menos favorable, se puede extender a varios miles de años. Por tanto la respuesta a esta interrogante yace en el conocimiento que se tenga del material parental, clima, organismos, relieve y tiempo. Todo lo que se puede decir del tiempo como factor formador, es en parte deducción y suposición, los parámetros de medición son indirectos y basados en datos aportados por otras ciencias como la botánica, la geología y la geomorfología. La madurez del suelo se determina más por el grado de desarrollo de los horizontes, que por el número de años transcurridos desde la evolución inicial del suelo. Según el grado, los suelos se clasifican e jóvenes, maduros y viejos (Figura 5).
Un suelo joven está formado por un material parental más o menos disgregado, sin diferenciación de horizontes y con un ligero oscurecimiento de la parte más superficial, que indica el comienzo del primer horizonte. Algunos se mantienen jóvenes perpetuamente, debido al aporte continuo de material sedimentario, erosión o material resistente a la meteorización. Los suelos generalmente son fértiles, salvo en el último caso.
En un suelo maduro, los horizontes del perfil están claramente diferenciados y estables debido a que la cantidad de material parental transformado en suelo es igual a la cantidad pérdida por erosión, lavado y otras causas. La fertilidad se mantiene a un nivel medio, gracias a la meteorización.
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 mayoría de los nutrientes liberados en estos procesos. En el horizonte subsuperficial se acumulan gran cantidad de arcilla, que dificulta la erosión, los movimientos del agua y la penetración de raíces.
Los levantamientos y hundimientos geológicos del terreno, dificultan el desarrollo del suelo y algunos suelos no llegan a ser viejos, y aquellos otros que llegan y pierden su fertilidad son arrastrados a otro lugar por erosión o son enterrados en el mismo lugar por procesos de sedimentación, comenzando de nuevo la formación del suelo con el material superficial.
Figura 5. Esquema hipotético del desarrollo de un suelo, mostrando la diferenciación de sus horizontes en el tiempo
Es importante considerar que los factores formadores no actúan como variables independientes, ellos se interrelacionan, en algunas ocasiones algunos factores tienen mayor influencia en la génesis del suelo, algunos edafólogos hablan de climo-secuencia, bio-secuencia, lito-secuencia, topo-secuencia, crono-secuencia, y hasta de homo-secuencia.
Ing. Agr. Onelia Andrade (MSc., PhD.)