Propiedades fisicas del suelo y el crecimiento de las plantas

El suelo es un recurso natural no renovable compuesto por sustancias solidas (materia organica, organismos y minerales), agua y aire. La proporcion en la que se encuentren estos componentes le confiere al suelo propiedades fisicas, quimicas y biologicas propias. La productividad de un suelo no solo depende de los contenidos nutrimentales sino tambien de las caracteristicas fisicas del mismo, ya que como es bien conocido, el desarrollo de la parte aerea dependera del desarrollo de la raiz. El desarrollo radical de las plantas esta fuertemente influido por el balance entre humedad y aireacion del suelo. Por lo tanto, antes de iniciar cualquier actividad agricola o instalar una huerta, es importante conocer las propiedades fisicas del suelo.

Como afectan las propiedades fisicas el desarrollo de los cultivos?

Las propiedades fisicas de un suelo son el resultado de la interaccion que se origina entre las distintas fases del mismo (suelo, agua y aire) y la proporcion en la que se encuentran cada una de estas. La condicion fisica de un suelo determina su capacidad de sostenimiento, facilidad para la penetracion de raices, circulacion del aire, capacidad de almacenamiento de agua, drenaje, retencion de nutrientes, entre otros factores. Las principales propiedades fisicas que influyen en el desarrollo de los cultivos son las siguientes:

Color del suelo. Es una de las caracteristicas que permite describir a los distintos tipos de suelos. El color del suelo no tiene un efecto directo sobre el crecimiento de las plantas, pero indirectamente afecta la temperatura y la humedad del mismo. Mientras mayor cantidad de energia calorifica se encuentre en el suelo, se tendra una mayor temperatura y evaporacion. Se ha comprobado que los suelos oscuros bajo las mismas condiciones ambientales y sin cubierta vegetal, tienden a secarse mas rapido. Por otro lado, los suelos humedos son mas oscuros que aquellos que se encuentran secos, ademas de que absorben mayor cantidad de luz que ayuda al incremento de temperatura del suelo y un desarrollo mas acelerado del cultivo. El color del suelo tambien nos puede indicar de manera general el estado actual del mismo (Cuadro 1).

Al considerar el color de los suelos es importante conocer si proviene de un proceso de formacion reciente o se trata de un color procedente del material parental.  El color del suelo puede servir de inicio para interpretar las propiedades del suelo en cuanto a aireacion, drenaje o contenido de materia organica (MO).

Textura del suelo.  La textura indica la proporcion de las particulas fundamentales del suelo: arcilla, limo y arena, que se pueden agrupar en fina, media y gruesa. El diametro de las particulas de arcilla es menor de 0.002 mm, las de limo estan entre 0.002 y 0.05 mm y las de arena son entre 0.05 y 2.0 mm. La textura, ademas influye en la cantidad y disponibilidad de agua y nutrimentos, asi como en la aireacion, drenaje y accesibilidad en el uso de implementos agricolas.

Suelos de textura gruesa. Son los suelos con mas de 50 % de arena, pero contienen menos del 20 % de arcilla. Cuentan con una baja capacidad para retener nutrientes y agua. La gran cantidad de poros grandes y bajo contenido de arcilla provoca que se pierda mas facilmente agua y nutrientes, especialmente nitrogeno. Lo anterior ocasiona un desarrollo pobre de los cultivos al no cubrir sus necesidades nutricionales. La alta lixiviacion y volatilizacion de nitrogeno en estos suelos hace necesario fraccionar la fertilizacion nitrogenada tanto como sea posible y la aplicacion de materia organica. Por otra parte, la gran cantidad de poros grandes facilita la penetracion y desarrollo del sistema radical de los cultivos.

Suelos de textura media. Son suelos con buena aireacion y drenaje para el desarrollo de las raices. Generalmente tienen menos de 35 a 40 % de arcilla y menos de 50 % de arena. Presentan una alta proporcion de poros de tamaño medio a fino. Son suelos con una amplia capacidad productiva, disponibilidad de agua y nutrimentos. Son suelos que facilitan la penetracion de las raices y desarrollo mas acelerado al tener un equilibrio entre las particulas de arena, limo y arcilla. Estos suelos pueden o no ser facilmente desmenuzables, pero a medida que la proporcion de limo sea mayor, el potencial de compactacion tambien se incrementara.

Suelos de textura fina o pesada. Son suelos con mas de 40 % de arcilla, aunque tambien se pueden agrupar aquellos con mas de 60 % de limo. Presentan alta capacidad de retencion de agua y nutrimentos. Estos suelos normalmente son los de mas alta fertilidad natural. Sin embargo, deben manejarse con precaucion, pues se compactan facilmente cuando se labran o se cultivan en condiciones humedas. Con niveles adecuados de MO son muy productivos, ya que se le brindan a las raices las condiciones de aireacion, humedad y alto contenido de nutrientes.

La textura tambien nos puede ayudar a determinar el tipo de cultivo a establecer. Cultivos como jicama y papa tienden a presentar deformaciones en suelos con alto contenido de arcilla. Asimismo, cultivos sensibles a patogenos del suelo como Chile, son mas susceptibles en suelos de textura pesada. El uso de la fertirrigacion ha contrarrestado estos inconvenientes.

Humedad del suelo. Referida a la cantidad de agua disponible para la planta. Dicho contenido puede variar de acuerdo al tipo y cantidad de arcilla y el porcentaje de MO que se encuentre en el suelo. Entre mayor cantidad de arcilla y/o MO, mayor cantidad de agua retenida; es por ello que suelos arenosos suelen saturarse mas rapidamente que un arcilloso. Es importante conocer el manejo de los riegos en el cultivo en base al tipo de suelo y evitar un estres hidrico que repercuta en el rendimiento.

Conductividad hidraulica. Es definida como la capacidad del suelo para transmitir agua y oxigeno hacia el perfil del suelo. Su determinacion es considerada como una medicion indirecta de la compactacion, de la estabilidad estructural del suelo y/o posible presencia de sodio en la fase de intercambio. Una baja conductividad hidraulica (< 2.5 cm/h) puede deberse a un bajo contenido de materia organica, combinada con un alto contenido de sodio (>5 % de PSI), sobre todo en suelos de textura fina. Suelos con este problema pueden mejorar su condicion al incorporarles una fuente calcio (yeso agricola) y/o MO.

Penetrabilidad. Es la resistencia que presenta un suelo a la penetracion radical y esta intimamente ligada a la densidad aparente (solidos por unidad de volumen) y al nivel de humedad del suelo. Se mide con aparatos denominados penetrometros y se expresa en kg/cm2. La penetrabilidad esta estrechamente relacionada con el volumen de raices. Segun algunos estudios, resistencias mayores a 20 kg/cm2 medida a capacidad de campo, ocasiona crecimientos limitados de las raices de cultivos de alfalfa, maiz y algodon.

La porosidad del suelo. La porosidad es la cantidad de espacio de los poros en el suelo y que se subdivide en macro y microporos. El porcentaje de porosidad es alto en suelos de textura fina con una mayor proporcion de microporos, lo cual favorece una mayor retencion de humedad en relacion a un suelo arenoso. Por otro lado, a medida que aumenta la densidad aparente, la porosidad disminuye e influye directamente en la aireacion del suelo, llegando a disminuir en casos extremos el desarrollo de las raices. Los poros de diametros de 0.2 a 0.3 mm limitan el crecimiento de raices.

La compactacion del suelo

La compactacion del suelo esta referida a la reduccion de la porosidad de los suelos, incrementando la densidad aparente de este. Por lo tanto, el fenomeno de compactacion limita el espacio para el almacenamiento o movimiento del aire y agua dentro del suelo. Ademas, es una de las principales causas de restriccion fisica para el crecimiento radical de los cultivos. Los suelos con mayor tendencia a compactarse son suelos de texturas finas a medias comparados con suelos de texturas gruesas. De igual manera, suelos con bajos contenidos de materia organica o con altos contenidos de humedad son mas susceptibles a sufrirla.

Los mayores daños de compactacion los encontramos en los campos agricolas en los cuales se practica agricultura intensiva (elevado uso de maquinaria agricola); normalmente se encuentran problemas de compactacion a diferentes profundidades, dependiendo del tipo de implemento que se use en la preparacion del suelo.

Efectos de la compactacion del suelo

Aireacion. Se reduce el espacio poroso, limitando la capacidad del suelo para retener agua y oxigeno, indispensables para el desarrollo radicular de las plantas.

Movimiento del agua. En suelos compactados hay pocos macroporos y no hay capacidad para el movimiento descendente del agua, por ello, las raices no pueden expandirse o sus pelos absorbentes no pueden penetrar poros inferiores a sus diametros. Como consecuencia de lo anteriormente descrito,  se obtiene un bajo rendimiento del cultivo debido al pobre desarrollo de las raices.

Emergencia. Desde el inicio del cultivo puede repercutir en la emergencia de la plantula debido a la dificultad mecanica que le representa poder atravesar un suelo mas denso.

Disponibilidad de nutrientes. La compactacion disminuye la proporcion de los macroporos en el suelo, logrando aumentar el contacto entre raiz y particulas, favoreciendo que la interseccion de nutrientes por la raiz sea mayor. Sin embargo, el efecto de poros pequeños evita un desarrollo considerable de la raiz; por lo tanto, se tiene una menor area explorada por el sistema radical y por ende, menor toma de nutrientes.

Fuentes consultadas

-Castellanos, J. Z. 2000. Manual de Interpretacion de Analisis de Suelos, Aguas. Ed. Intagri. Gto., Mexico. 186 p.

-Gutierrez, F.; Gonzalez, A.; Perez, D.; Franco, O.; Morales, E.; Saldivar, P.; Martinez, C. 2012. Compactacion Inducida por el Rodaje de Tractores Agricolas en un Vertisol. Rev. Terra Latinoamericana. 30 (1). Chapingo, Mexico. 1-7p.

-Amezquita C. E.; Chavez O. L. 1999. La Compactacion del Suelo y sus Efectos en la Productividad de los Suelos. San Jose. Costa Rica. 25 p.

-FAO. s.f. Soluciones para la compactacion del suelo. Ed. La Organizacion de la Naciones Unidad para la Alimentacion y la Agricultura (FAO). Roma, Italia. 23 p.