EDAFOLOGIA Y FERTILIDAD DE SUELOS

INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR “JUAN MONTALVO” CARRERA: AGROECOLOGIA

TERCER SEMESTRE EDAFOLOGIA Y FERTILIDAD DE SUELOS

DOCENTE: Ing. Fabiola Martínez PERÍODO: Octubre 2015-Marzo 2016 LOJA - ECUADOR

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Contenido UNIDAD No. 1: ......................................................................................................................... 5 LA TIERRA, MINERALOGÍA Y PETROLOGÍA. ................................................................. 5 JUSTIFICACIÓN ...................................................................................................................... 6 PROBLEMATIZACIÓN ........................................................................................................... 6 3. DESCRIPCIÓN DEL PRODUCTO ESPERADO ......................................................... 7 4. COMPETENCIAS Y ACTITUDES .................................................................................. 7 5. DESARROLLO DEL CONTENIDO .............................................................................. 7 5.1 Edafología ......................................................................................................................... 7 5.1.2 Características del suelo. ..................................................................................... 8 5.1.2.1 Morfología del suelo ................................................................................................ 8 5.1.2.2 Composición del suelo ......................................................................................... 20 5.1.2.3 Propiedades físico químicas. .............................................................................. 24 5.1.3 Los organismos del suelo............................................................................... 24 5.1.3.1 Funciones Generales ............................................................................................ 25 5.1.3.2 Organismos que viven dentro del suelo .......................................................... 25 5.2 MINERALOGÍA ........................................................................................................... 27 5.2.1 Mineralogía descriptiva: ...................................................................................... 27 5.2.2 Mineralogía determinativa: ................................................................................. 28 5.2.3 Mineralogía química ............................................................................................ 28 5.2.4 Mineralogía física ................................................................................................. 28 5.2.5 Cristalografía ........................................................................................................ 28 5.3 PETROLOGÍA ............................................................................................................. 29 5.3.1 Rocas Ígneas .......................................................................................................... 30 5.3.2 Rocas Sedimentarias ........................................................................................... 30 5.3.3 Rocas Metamórficas............................................................................................. 31 5.5.3.1. Metamorfismo ...................................................................................................... 31 5.5.3.2 Formas de metamorfismo ............................................................................... 33 5.5.3.2. Características de las rocas metamórficas ................................................ 34 5.5.3.3. Principales rocas metamórficas.................................................................... 34 6. RESUMEN ...................................................................................................................... 37 7. GLOSARIO ..................................................................................................................... 38 UNIDAD No. 2: ....................................................................................................................... 39 EDAFIZACIÓN ....................................................................................................................... 39 1. JUSTIFICACIÓN ............................................................................................................... 40 2. PROBLEMATIZACIÓN ................................................................................................... 41 3. DESCRIPCIÓN DEL PRODUCTO ESPERADO ......................................................... 41 4. COMPETENCIAS Y ACTITUDES ............................................................................... 41 5.

DESARROLLO DEL CONTENIDO ........................................................................ 41 5.1. EDAFIZACIÓN ............................................................................................................ 41 5.1.1. Factores que intervienen en la formación del suelo. ................................... 42 5.1.1.1 Roca Originaria .................................................................................................. 42 5.1.1.2 El Clima ..................................................................................................................... 42 2

5.1.1.3 Organismos Vivos .................................................................................................. 42 5.1.1.4 Topografía ........................................................................................................... 43 5.1.1.5 Tiempo. ..................................................................................................................... 44 5.2 Procesos de formación del suelo ........................................................................ 45 5.2.1 Procesos Físicos................................................................................................... 45  Estáticos ........................................................................................................................ 45 Acción de la temperatura .................................................................................................. 45 Acción de la temperatura combinada con el agua ..................................................... 45  Dinámicos ...................................................................................................................... 45 5.2.2 Procesos Químicos .................................................................................................. 46 5.2.3 Procesos Biológicos ............................................................................................ 47 5.2.4 Características que afectan la Edafización .................................................... 48 5.2.5 Origen y Clasificación del Material Madre ..................................................... 49 6. RESUMEN ...................................................................................................................... 52 7. GLOSARIO ..................................................................................................................... 53 UNIDAD No. 3: ....................................................................................................................... 54 MANEJO DE LA MATERIA ORGÁNICA ........................................................................... 54 1. JUSTIFICACIÓN ............................................................................................................ 55 2. PROBLEMATIZACIÓN ............................................................................................... 56 3. DESCRIPCIÓN DEL PRODUCTO ESPERADO .......................................................... 56 4. COMPETENCIAS Y ACTITUDES............................................................................... 56 5. DESARROLLO DEL CONTENIDO ............................................................................ 56 5.1. MANEJO DE LA MATERIA ORGÁNICA ............................................................... 57 5.1.1 Descomposición de la materia orgánica. ............................................................ 57 5.1.2 Origen de las Substancias Húmicas ................................................................ 59 5.2.1.1 El Papel del Humus en el Suelo .................................................................... 59 5.2 Compost ...................................................................................................................... 60 5.2.1 Materia Nitrogenada................................................................................................. 61 5.2.2 Materia Mineral ........................................................................................................... 61 5.2.3. Procesos Inherentes al compost ......................................................................... 61 5.2.3.1 Método de fosa para la elaboración de compost ..................................... 62 5.2.3.2 Método basura de la ciudad ........................................................................... 63 5.2.3.3 Utilización del compost ................................................................................... 63 5.3 Lombricultura ............................................................................................................ 64 5.3.1 Lombrices .................................................................................................................... 64 5.3.2 Fuente de alimentación ............................................................................................ 65 5.3.3 Plagas y enfermedades ............................................................................................ 66 5.3.4 Experiencias en el Sur del Ecuador ................................................................. 67 5.4 Gallinaza...................................................................................................................... 67 5.4.1 Para qué sirve la Gallinaza ? ..................................................................................... 68 6.

RESUMEN .................................................................................................................... 68 7.

GLOSARIO ................................................................................................................... 69 UNIDAD No. 4: ....................................................................................................................... 70 CONCEPCIÓN DEL SUELO Y EVALUACIÓN DE SU CALIDAD CON APORTES DE LA AGROECOLOGÍA. .......................................................................................................... 71 1. JUSTIFICACIÓN ............................................................................................................... 71 2. PROBLEMATIZACIÓN ................................................................................................... 72 3. DESCRIPCIÓN DEL PRODUCTO ESPERADO ......................................................... 72 4. COMPETENCIAS Y ACTITUDES ............................................................................... 72 5. DESARROLLO DEL CONTENIDO ............................................................................... 73 3

5.1. CONCEPCIÓN DEL SUELO Y EVALUACIÓN DE SU CALIDAD CON APORTES DE LA AGROECOLOGÍA. .............................................................................. 73 5.1.1 Calidad del suelo. ................................................................................................. 73 5.1.2 Indicadores de la calidad ............................................................................................ 73  Indicadores físicos .................................................................................................. 74  Indicadores químicos .............................................................................................. 74  Indicadores biológicos ............................................................................................ 74 5.2 ¿Qué es exactamente un suelo sano o de buena calidad? .......................... 75 5.3 La Naturaleza de la materia orgánica del suelo. .............................................. 76 5.3.1.1 Organismos del suelo. ..................................................................................... 76 5.3.1.2 Diversidad biológica de los organismos del suelo. ..................................... 78 5.4 Materia Orgánica Activa ............................................................................................. 79 5.4.1 Materia orgánica descompuesta completamente. ............................................ 80 5.4.2 La función de la materia orgánica en la calidad del suelo. ....................... 80

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UNIDAD No. 1: LA TIERRA, MINERALOGÍA Y PETROLOGÍA.

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JUSTIFICACIÓN La tierra forma parte del sistema solar, constituido por nueve planetas que giran alrededor del Sol, la estrecha que mantiene la vida en nuestro planeta. En el universo existen infinidad de galaxias, constelaciones y sistemas solares similares al nuestro, sin embargo, no ha sido posible comprobar que exista vida en otros lugares.

La base de la vida terrestre es el suelo y, por tanto, soporte de toda la vida del planeta; está formado por una parte orgánica, que son los organismos que habitan en el suelo (residuos vegetales, bacterias, hongos, plantas, protozoos, lombrices, artrópodos, roedores, entre otros), y por una parte inorgánica (minerales, agua, aire).

El suelo es la base de la producción animal y vegetal, y de su adecuado manejo depende que los alimentos sean constantes y crecientes, y que se mejore y conserve su fertilidad.

Los seres humanos obtienen del suelo la mayoría de alimentos, como hortalizas, frutas, cereales, además de muchos materiales para su abrigo y comodidad.

Inicialmente, las técnicas de cultivo se limitaron a sembrar y cosechar, pero, a medida que aumentó la población, se incrementó también el consumo y esto obligó al agricultor a cultivar una mayor cantidad y variedad de alimentos, lo cual impulsó el de técnicas que aumentaran la productividad, aunque no siempre las más adecuadas, pues algunas de éstas han ocasionado una degradación acelerada de suelos que antes fueron muy fértiles y que, para rehabilitarlos necesitan hoy una enorme inversión en dinero y mucho tiempo para lograr su recuperación.

El productor agropecuario actual debe estar consciente de que su trabajo y esfuerzo contribuyan a conservar la calidad de este recurso y obtener la producción para una población que aumenta rápidamente, lo que requiere también satisfacer sus necesidades, pero mediante el uso racional del suelo, es decir, acogiéndose a las normas ecológicas.

PROBLEMATIZACIÓN La tierra, se halla en natural estratificada en las envolturas de la atmósfera, hidrosfera y litosfera. En cuanto a la litosfera o sea, la envoltura rocosa ha sido relativamente bien estudiada en la superficie, pero la información en las capas más profundas, se ha obtenido indirectamente en función de datos geofísicos.

De las diversas hipótesis, sobre la estructura bioquímica de la tierra, destacan la de Washington y la de Goldschmidt, que en esencia no concuerdan entre si en sus detalles, ni tampoco con los conocimientos actuales sobre las propiedades físicas del interior. La variación de las velocidades de las ondas sísmicas con la profundidad indica la existencia de cierto número de discontinuidades a profundidades determinadas, que corresponden a cambios bruscos de las propiedades físicas.

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Se desconoce si el cambio de las propiedades físicas a cierta profundidad se debe a un cambio en el estado de agregación o a un verdadero cambio en la composición química.

3. DESCRIPCIÓN DEL PRODUCTO ESPERADO Luego del estudio de la unidad, los participantes en el curso deberán realizar una investigación que les permita descubrir la importancia de la mineralogía y la petrología, explicando su origen y las ventajas de su desarrollo y aplicación en las actividades agrícolas.

4. COMPETENCIAS Y ACTITUDES Después de estudiar la unidad, los participantes habrán desarrollado una sensibilidad que les permita valorar la mineralogía y la petrología en general y la forma de su aplicación en las actividades agrícolas en particular, habrán desarrollado además la capacidad para relacionar los principios de la mineralogía y mejoramiento de la aplicación de la petrología en desarrollo rural de la provincia de Loja y el país en general.

5.

DESARROLLO DEL CONTENIDO

5.1 Edafología Concepto de edafología.- Es una ciencia joven que trata sobre el estudio del suelo.

Aparece al final del siglo pasado, si bien se constituye como tal en la "IV Conferencia Internacional sobre Pédologie" celebrada en Roma en 1924 de la que nace la "Sociedad Internacional de Ciencia del Suelo", cuyo primer Congreso se celebra en Washington en 1927.

Su nombre viene del griego 'edaphos' que significa superficie de la tierra, en contraposición de "geos" que denomina al cuerpo cósmico. Estudia el suelo desde todos los puntos de vista: su morfología, su composición, sus propiedades, su formación y evolución, su taxonomía, su distribución, su utilidad, su recuperación y su conservación.

Concepto de suelo. Los conceptos de suelo y tierra suelen prestarse a confusión, pero nosotros consideraremos como suelo a la "capa superior de la superficie sólida del planeta, formada por meteorización de las rocas, en la que están o pueden estar enraizadas las plantas y que constituye un medio ecológico particular para ciertos tipos de seres vivos".

Otra aceptación del concepto suelo es: mezcla más o menos suelta de pequeños fragmentos de roca y materiales de origen orgánico, junto con líquidos y gases en proporción variable de sus respectivos componentes, con una determinada capacidad productiva.

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Al estudiar un suelo en particular deben tenerse en cuenta dos aspectos principales.

Por un lado las características del lugar en que se encuentra y por otro las características específicas del suelo en sí: composición, morfología y propiedades.

5.1.1 Características del lugar.

En este aspecto hemos de atender a cuatro puntos fundamentales: 1. Forma del terreno. Corresponde con el factor relieve de la formación del suelo, por lo que su descripción ha de hacerse de forma sistemática y exhaustiva.

2. Pendiente. Es la cuantificación del posible efecto de relieve en la formación del suelo. Conviene determinarla con la máxima precisión posible, aunque siempre referida al promedio de la ladera en que se encuentra el suelo.

3. Vegetación o uso de la tierra. En este apartado se describe el tipo de cultivo, en caso de la utilización, o la vegetación natural existente en el área, incluyendo, si es posible, una relación de las especies observadas y que puedan considerarse significativas. En este sentido debemos destacar la importancia de la vegetación para detectar algunas condiciones del suelo que no siempre se manifiestan en su morfología; así, la salinidad cuando no existen eflorescencias, puede predecirse por la presencia o ausencia de ciertas especies; también la presencia de hidromorfías temporales se pone de manifiesto por el tipo de vegetación o por la aparición de ciertas especies. La observación de especies acidófilas estrictas, calcícolas o calcífugas nos informan acerca del estado del complejo absorbente del suelo, incluso se citan algunas especies que son indicadoras de la presencia de ciertos metales pesados.

4. Clima. El clima se deduce de los datos proporcionados por las estaciones meteorológicas. Es muy importante la correcta elección de la o las que mejor representan la zona en la que se encuentra el suelo, éstas no siempre son las más cercanas sino las que están en una situación parecida en cuanto a altitud, orientación y posición respecto a los posibles sistemas montañosos presentes, debiendo cuidar la exposición o protección respecto a los vientos dominantes.

5.1.2 Características del suelo.

5.1.2.1 Morfología del suelo En este apartado se deben analizar los siguientes tópicos:

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 Perfil del suelo Los suelos son heterogéneos. Aparecen horizontes que se diferencian por el color, la textura, la estructura... La ordenación vertical de los horizontes de un suelo se denomina perfil del suelo.

Perfil de un suelo es la sección vertical de un suelo, comenzando desde la superficie has llegar a la roca madre, más profunda.

En un suelo maduro, es decir, bien formado, se pueden observar cuatro horizontes: 

Horizonte A

Es la parte del suelo que se cultiva. Se caracteriza por tener un color oscuro, debido a la gran cantidad de materia orgánica que contiene. Se puede hablar de un horizonte A si aparece una capa fina, formada por materia orgánica sin alterar o parcialmente alterada. Se pueden observar restos de animales, hojas, ramas, excrementos... 

Horizonte B

Es de color más claro, debido a que en este tramo del suelo precipitan las sales arrastradas del horizonte superior. 

Horizonte C

Formado por fragmentos de la roca madre, más o menos grandes, rodeados de partículas finas que pueden provenir de los horizontes superiores. 

Horizonte D

Formado por la madre sin alterar.

roca

La diversidad morfológica de los horizontes del suelo es de tal naturaleza que hay que recurrir a un sistema estricto de denominación, ello evita las confusiones a la 9

hora de transferir información de unos autores a otros. El sencillo sistema de Dokutchaev ya no es válido para una complejidad semejante.

Los horizontes del suelo se designan por una letra mayúscula que indica el tipo genético. Se utilizan la H y la O para los horizontes orgánicos. La A, E y B, para los horizontes minerales y C y R para las capas constituidas por el material original más o menos transformado.

Esa letra puede ir seguida de otra minúscula para indicar alguna característica importante pero no incluida en la definición de la mayúscula correspondiente.

Cuando un horizonte principal muestre características diferentes a lo largo de su espesor, que no afecten a su denominación completa, incluyendo sufijos, puede dividirse en varios sub horizontes a los que se aplicará la misma denominación seguida de un número arábigo consecutivo y empezando con el "1" en el sub horizonte más superficial.

Cuando aparezca en un perfil más de un ciclo de formación, los horizontes correspondientes llevaran un prefijo constituido por un número arábigo consecutivo, considerando el ciclo actual como "1" y siguiendo en orden creciente de juventud. En el ciclo actual no se utiliza el prefijo por lo que el primer número utilizado será el "2".

Estas diferencias de ciclo se conocen como discontinuidades litológicas y si existiese una entre dos horizontes con la misma denominación, se consideraran como uno solo a efectos de subdivisión ( Bt1, Bt2, 2Bt3, 2C...).  Horizontes de transición.

Están situados entre dos de los horizontes descritos, de forma que sus propiedades se mezclan y resulta difícil inclinarse por uno de ellos. Se denominan por las letras de ambos situando en primer lugar la correspondiente al horizonte al que más se parece. Los sufijos de los horizontes principales no se utilizan en la denominación del horizonte de transición y solo se aplica algún sufijo para indicar alguna característica presente en el conjunto de dicho horizonte.

 Horizontes mezclados.

Se utiliza este término para designar a aquellos horizontes situados entre otros dos principales que están interpenetrados de tal forma que resulta imposible la separación. El conjunto del horizonte constituye una mezcla del que le precede y le sigue. Se designan por las letras correspondientes a los horizontes principales, sin sufijos, separadas por una barra (/) y situando en primer lugar la correspondiente al horizonte mayoritario en la mezcla. No se emplean sufijos en el conjunto.

1. Color: El color es muy variable y también muy importante. Hay que prestar mucha atención tanto a la matriz de los horizontes como a la presencia de manchas.

La característica principal de la formación de la parte mineral del suelo es la generación de arcilla. Todos los minerales esenciales que constituyen la fracción arcillosa son blanquecinos, pero no es ése el color habitual de las arcillas extraidas 10

del suelo, la razón es la presencia de unas sustancias coloreadas y con un fuerte poder de tinción que se conocen como agentes cromógenos.

El color no es un propiedad frívola, como podría parecer, sino que nos ofrece numerosas claves sobre la formación del suelo y de su comportamiento. Por ello es necesario expresarlo con gran precisión para que pueda ser interpretado por personas diferentes de las que realizan su descripción.

2. Textura.

La textura es la forma en la que se distribuyen por tamaños las partículas del suelo.

Su determinación ha de hacerse mediante el correspondiente análisis.

No obstante, en el campo puede apreciarse de forma indirecta formando una pequeña bola entre los dedos, con ayuda de una pequeña adición de agua si el suelo está demasiado seco. Del comportamiento de esa bolita puede deducirse el contenido en las diversas fracciones. Cuanto más moldeable es la bolita formada, mayor será el contenido en arcilla. La untuosidad o pegajosidad de la misma es un índice del contenido en limo. La arena se detecta por el ruido que hace al amasarla entre los dedos, cuanto mayor es el chirrido que se produce mayor será su contenido en arena.

Con cierta experiencia pueden distinguirse varios tipos texturales, pero lo más interesante es la comparación del comportamiento de los diferentes horizontes, para lo cual no es necesaria una gran experiencia sino una modesta capacidad de observación.

En edafología las partículas de un suelo se clasifican en elementos gruesos (tamaño de diámetro superior a 2 mm) y elementos finos (tamaño inferior a 2 mm).

Estos últimos son los utilizados para definir la textura de un suelo.

Siguiendo la terminología establecida por la USDA (Departamento de Agricultura de los Estados Unidos de América), tenemos las siguientes clases de partículas inferiores a 2 mm de diámetro (Ø): Arena muy gruesa: 2 mm > Ø > 1 mm Arena gruesa: 1 mm > Ø > 0.5 mm Arena media 0.5 mm > Ø > 0.25 mm Arena fina 0.25 mm > Ø > 0.10 mm Arena muy fina 0.10 mm > Ø > 0.05 mm Limo 0.05 mm > Ø > 0.002 mm Arcilla Ø < 0.002 mm No obstante, a grandes rasgos se clasifica: Arena 2 mm > Ø > 0,05 mm Limo 0,05 mm > Ø > 0,002 mm Arcilla Ø < 0.002 mm

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3. Diagrama textural

4. Textura al tacto con suelo húmedo Arenosa Arenoso-franca

TEXTURA A

CARACTERÍSTICAS Al comprimirlo con los dedos se siente áspero Áspero, forma bolas que se desmenuzan fácilmente; mancha ligeramente los dedos Forma bolas poco resistentes, mancha ligeramente los dedos Forma bolas resistentes, mancha los dedos pero no forma cinta Forma bolas que no se rompe y una cinta rizada Talcoso y jabonoso pero no es pegajoso Algo pegajoso, plástico y mancha los dedos Pegajosos mancha los dedos, forma bolas resistentes al manipuleo y cintas que se rompen con facilidad Algo plástico, forma una cinta rizada Pegajosos, plástico, áspero Suave y Liso Forma bolas firmes, Cinta delgadas y firmes

AF

Franco- Arenoso FA Franca

F

Franco limosa

FL

Limosa L Franco- arcillo arenosa FarA Franco arcilloso Far

Franco arcillosa-limosa FarL Arcillo- Arenosa ArA Arcillo Limosa ArL Arcillosa Ar

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5. Porosidad.

La determinación de la porosidad suele hacerse por métodos indirectos como la permeabilidad, la relación entre las dos formas de determinar la densidad o la retención de agua. Pero todos ellos nos pueden informar acerca del volumen total de poros, de la existencia de macro poros continuos o del valor de la micro porosidad.

No nos ofrecen la forma en que se distribuyen los poros, ni su forma, ni su orientación.

Una evaluación correcta y fiel de la porosidad del suelo solo puede obtenerse mediante la observación de la micro morfología, acompañada de una correcta micro morfometría.

No obstante, en el campo hay diversos aspectos que deben describirse de la forma más precisa posible, uno de ellos es la presencia de grietas de retracción de los agregados que son muy difíciles de observar por las técnicas descritas anteriormente.

Otro aspecto destacable es la distribución relativa entre los diversos horizontes, que en muchos casos suele ser suficiente para explicar el comportamiento del suelo.

6. Rasgos de origen biológico.

Se describe la eventual presencia de algún animal o la evidencia de su presencia en algún momento, que se pone de manifiesto por la observación de nidos, restos procedentes de la metamorfosis, galerías u otro rasgo indicador.

7. Actividad humana.

En este sentido debe hacerse notar cualquier modificación que se observe en el suelo por efecto de la actividad humana, diferente del cultivo habitual del mismo.

En este sentido se debe indicar la presencia de fragmentos de loza, escombros, indicios de basuras y cualquier tipo de material ajeno al suelo y del que exista evidencia de la intervención humana en su presencia.

8. Estructura.

Es el modo en el que se agrupan las partículas elementales del suelo para generar formas de mayor tamaño, conocidas como agregados o vulgarmente terrones.

En la estructura hemos de distinguir tres aspectos diferentes, la morfologia de los agregados, su grado de desarrollo y el tamaño.  Estructura particular. Se presenta cuando sólo hay arena y la floculación es imposible y las partículas quedan separadas. Es propia de los horizontes E. Realmente no se trata de una estructura pues no responde a los criterios de definición de la misma pero se le asigna el término para mantener una unidad en la definición y describir este estado de "no agregación" del suelo.  Estructura masiva. Ocurre cuando las partículas se adhieren tanto que aparece una masa sin grietas y sin diferenciación de agregados. Es propia de 13

materiales que no han sufrido procesos edáficos pero que poseen coloides arcillosos derivados de su origen como son los horizontes C.  Estructura fibrosa. Es otra de las situaciones que no responde al criteiro de estructura como sucede con las anteriores. Está constituida por fibras procedentes del material orgánico poco descompuesto en el que los restos de tejidos son fácilmente visibles; la única organización es el entrelazamiento de las fibras. Es propia de los horizontes orgánicos H y O.  Estructura grumosa o migajosa. Procedente de la floculación de los coloides minerales y orgánicos y mantiene el aspecto de los grumos formados. Sus agregados son pequeños, muy porosos y redondeados, lo que hace que no encajen unos con otros y dejen huecos muy favorables para la penetración de las raíces. Su pequeño tamaño hace que el contacto entre suelo y semilla sea bueno y favorezca su germinación al suministrarle el agua necesaria. Es propia de los horizontes A, ricos en materia orgánica. Junto con la que sigue, representa al grupo de las estructuras que se conocen como construidas.  Estructura granular. Aparece cuando los agregados son poco o nada porosos por el predominio de la arcilla sobre la materia orgánica en el proceso de floculación. Es propia de horizontes A de suelos pobres en materia orgánica, como los de cultivo.

Existen otro tipo de estructuras que no proceden de la floculación de los coloides sino de la adhesión de los mismos; al desecarse el suelo, la masa formada se fragmenta y por ello se conocen como estructuras de fragmentación.  Estructura subpoliédrica o subangular. Constituye un enlace entre las estructuras construidas y las de fragmentación y participa de ambos procesos; morfológicamente esta entre la que le precede y la que sigue. Sus agregados tienen forma poliédrica equidimensional con las aristas y los vérticesredondeados. Es propia de horizontes A muy pobres en materia orgánica y de la parte superior de los horizontes B.  Estructura poliédrica o angular. Es la representante genuina de las estructuras de fragmentación. Su forma recuerda a la de un poliedro equidimensional con aristas y vértices afilados y punzantes. Los agregados encajan perfectamente unos en otros y dejan un sistema de grietas inclinadas.

Es típica de horizontes B con contenidos arcillosos medios o con arcillas poco espansibles.  Estructura prismática. Es similar a la anterior pero la dimensión vertical predomina sobre las horizontales, adoptando una forma de prisma. Cuando es muy gruesa constituye una transición a la estructura masiva. Es propia de los horizontes B muy arcillosos que los hace compactos y se resquebrajan en grandes bloques.

Existe una variedad de estructura prismática en la que la base superior del prisma esté inclinada en forma de cuña. Está asociada a la presencia de arcillas expansibles que generan en el suelo un sistema de grietas verticales 14

cuando se seca, estas grietas se rellenan parcialmente con material caido desde la superficie lo que provoca que al humedecerse, y recuperar el volumen inicial, se produzca una elevación del material forzada por la compresión lateral; este hecho obliga a tomar la forma de cuña que facilita el ascenso. Esta estructura es propia de suelos muy ricos en arcillas esmectíticas.  Estructura columnar. Es otra variedad de estructura prismática que se produce siempre que hay una dispersión fuerte de la arcilla provocada por una alta concentración de sodio. Las arcillas sódicas al secarse forman una masa muy compacta que se resquebraja en grandes prismas muy duros e impenetrables por el agua; el agua cargada de coloides fluye fundamentalmente por las grietas que quedan entre los agregados y esto hace que las partículas en suspensión erosionen la parte alta de los agregados y le den un aspecto de cúpula. En estas condiciones también se dispersa la materia orgánica, por lo que esa suspensión impregna la superficie de los agregados que quedan revestidas de oscuro y se les conoce como columnas enlutadas. Es frecuente que las sales queden impregnando la parte superior y cristalicen al secar, lo que provoca una cubierta blanca. Es propia de los horizontes B de suelos salinos sódicos.  Estructura esquistosa o laminar. Es una estructura semejante a las anteriores pero en la que la dimensión vertical es mucho menor que las horizontales. Es propia de horizontes C procedentes de materiales originales esquistosos que le ceden al suelo su estructura. En otras ocasiones se debe a aportes continuados de material con texturas diferentes, como sucede en los suelos aluviales.  Estructura escamosa. Su forma es la de una lámina delgada y curvada con aspecto cóncavo. Ocurre en zonas encharcadas y desecadas en las que, en el último período, se produce una sedimentación de las partículas que había en suspensión y una selección por tamaños en la que quedan abajo las más gruesas. Al secarse, mientras las partículas gruesas no cambian de volumen, la fracción fina y coloidal se contrae. Este estrechamiento provoca tirantez y hace que la superficie su curve. Siempre aparece en superficie y es una estructura pasajera porque en el momento que llueve la estructura va a su forma primigenia.

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9. Consistencia.

Es la trabazón o coherencia entre las partículas del suelo. Varía según el estado de humedad por lo que conviene determinarla con el suelo seco, húmedo y mojado. Se considera que el suelo está seco cuando cambia de color al añadirle una gota de agua, y si tal no sucede decimos que está húmedo cuando no moja la mano al cogerlo, o mojado cuando sí lo hace.

Si se toma un agregado seco ofrece una cierta resistencia a partirse, al humedecerse se fractura mejor y cuando está mojado puede resultar moldeable y más o menos pegajoso.  Consistencia en seco.

En su descripción se utilizan unos términos prestablecidos a los que suele añadirse algún adverbio de cantidad para indicar la intensidad del término utilizado.

Suelto: Se utiliza en aquellos horizontes que carecen de estructura o que aquella es particular. No existen agregados en el suelo y las partículas del mismo no están unidas entre sí. Los horizontes que la presentan están muy bien aireados y son muy penetrables, pero las raíces tienen poco contacto y la retención de agua es muy débil. Si aparece en superficie, los suelos se labran muy bien pero son muy malos a la hora de establecer construcciones sobre ellos, por la dificultad que representan para la cimentación.

Blando: Los agregados se rompen entre los dedos. Este tipo de consistencia suele estar asociado a estructuras migajosas o granulares. El suelo está bien aireado, es fácil de penetrar y ofrece buen contacto a las raíces. La retención de agua es, en general, buena y se labra bien aunque es conveniente que presente un cierto nivel de humedad para que no se destruyan los agregados.

Duro: Los agregados son difíciles de romper con la mano, y en algunos casos es necesario recurrir al martillo. La aireación es escasa y las raíces penetran con mucha dificultad en los agregados y suelen crecer a traves de las fisuras.

Retiene gran cantidad de agua aunque el drenaje puede resultar escaso. Hay que labrarlo con esmero por su propensión a formar "suelas de labor".  Consistencia en húmedo.

Como en el caso anterior se utilizan una serie de términos modificados, en su cso, por algún adverbio de cantidad. 

Suelto: Se corresponde con el término análogo en seco y presenta un comportamiento semejante.



Friable: Se desmenuza con cierta facilidad. En seco , suele ser "blando" o algo "duro y su comportamiento es el equivalente a ellos.



Firme: No se desmenuza con facilidad. En seco suele ser duro o muy duro y con un comportamiento semejante. Usualmente existe una correspondencia entre la consistencia en seco y en húmedo, si bien en esta situación los agregados se desmenuzan con mayor facilidad. Cuando la tenacidad se mantiene parecida en ambas situaciones, es debido a la presencia de 16

agentes cementantes de tipo químico, como pueden ser los carbonatos, óxidos de hierro u otros semejantes. Cuando se humedece se mantiene la coherencia y lo mismo de duro es en seco que en húmedo. Cuando la dureza es atribuible a la arcilla se fractura con más facilidad en húmedo y la consistencia se atenúa. Los distintos estados de consistencia en seco y húmedo nacen de la naturaleza del agente cementante. 

Consistencia en mojado.

En esta situación se observan dos aspectos diferentes como son la plasticidad y la adherencia y, solo en ocasiones, la tixotropía. Se utiliza el término correspondiente acompañado, en su caso, de un adverbio de cantidad o se indica la ausencia de la condición. 

Adherente: Se utiliza para indicar que la tierra se pega a las manos. Suele ir asociada a suelos duros en seco y poco friables o firmes en húmedo. Cuando el suelo es muy adherente es debido a la presencia de partículas finas no coloidales que no se unen unas a otras para constituir agregados. La presencia de este limo hace que, al no estar adherido, el suelo húmedo se vuelva resbaladizo y se enfangue. Esto tiene una mala consecuencia para el mantenimiento del suelo puesto que la erosión es muy alta.



Plástico: Tiene la capacidad de poder ser moldeado. La plasticidad se mide formando un cordón y estableciendo lo largo y fino que se hace antes de que se rompa. Está en función del contenido de arcilla y del tipo de ella. No va necesariamente unida a la adherencia. Son muy difíciles de trabajar porque se forman grandes bloques que impiden un buen contacto de la semilla con el suelo y no hay suministro de agua. Son muy difíciles de trabajar porque si están demasiado húmedos pueden formar grandes terrones o suelas de labor.



Tixótropo: El suelo sufre una modificación de su estado con la presión. La tixotropía está asociada a la presencia de alofana, que es típica de suelos desarrollados sobre cenizas volcánicas. La fácil alteración origina iones que se organizan en pseudoestructuras conocidas como alofanas, muy parecidas a la caolinita y que dejan gran cantidad de huecos que se llenan de agua actuando como una esponja. La alofana aporta grandes ventajas al suelo porque retiene muchos iones y agua.

10.Rasgos edáficos.

Son detalles que se destacan en un horizonte, como unidades discretas incluidas en la masa del suelo, identificables por una concentración en un determinado componente o por una estructura diferente. Se originan en los procesos edafogenéticos por lo que gozan de una gran importancia.

Hay dos tipos principales: 

Revestimientos o cútanes: Son acumulaciones de material que tapizan los agregados o los poros del suelo. Este tapizado atenúa la rugosidad y cuando es grueso puede dar lugar a una superficie brillante.

17



Nódulos: Son cuerpos tridimensionales de sustancias extrañas a la matriz del suelo y que están incrustados en ella. Provienen de una acumulación de material que ha venido en un vehículo acuoso y que al cambiar las condiciones detiene su movimiento por floculación, precipitación o insolubilización, con o sin cristalización posterior. Estos fenómenos pueden suceder por variaciones en el pH, el potencial redox, la concentración en alguna sustancia o por sobresaturación de la solución provocada por la evaporación del agua.

11.Cementación.

Es la cualidad que presenta un horizonte cuando en su seno se produce la recristalización de sustancias solubles que engloban a sus partículas, ello produce una tenacidad inusual que impide la penetración de las raíces de las plantas y la circulación del agua, salvo que la capa cementada se encuentre fracturada.

12.Pedregosidad.

El interés de la descripción de la pedregosidad estriba en que las piedras presentes en un horizonte constituyen un elemento inerte del mismo por lo que actúan como diluyente de sus propiedades. Cuando efectuamos la determinación de algún parámetro químico, lo hacemos en la tierra fina, fracción menor de 2 mm, por ello si la pedregosidad es grande el valor real del parámetro medido es menor que el expresado, dado que la tierra fina solo es una parte del horizonte que, cuando la pedregosidad es alta, puede ser mínima.

De la pedregosidad nos interesan algunas características como: 

Abundancia.



Tamaño.



Forma.



Naturaleza.



Nivel de alteración.

13. Contenido en sales.

En este apartado lo más significativo es la presencia de carbonatos, para determinarla se utiliza HCl (1:1) y se observa si produce efervescencia y cuál es su intensidad. Se utilizan diversas clases: a. No calcáreo: No hace efervescencia con ClH 1:1. b. Ligeramente calcáreo: Débil efervescencia, apenas visible y solo perceptible por el oído. Efervescencia producida por la adición de ClH diluido a un fragmento recubierto por carbonato cálcico.

Recristalización de carbonato cálcico en las grietas existentes en la fractura de la roca y entre los agregados del suelo. c. Calcáreo: Efervescencia visible.

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d. Fuertemente calcáreo: Efervescencia fuerte y granos de carbonatos visibles. Para las sales más solubles, se advierte su presencia en forma de eflorescencias o es necesario recurrir a la determinación de la conductividad eléctrica.

14. Presencia de raíces.

De las raíces interesa el tamaño y la abundancia. Lo más importante es la distribución relativa del número de raíces que hay en cada horizonte y hasta dónde llegan, es decir, la profundidad de enraizamiento que nos permite estimar la profundidad útil del suelo, muy valiosa para decidir el tipo de utilización y la capacidad de almacenamiento de nutrientes y agua.

Clasificación de algunas características físicas del suelo CLASIFICACIÓN

TÉRMINO

CARACTERÍSTICAS

PERMEABILIDAD 1

Muy lenta

1,3 mm/hora

2

Lenta

1,3 a 5.1 mm/hora

3

Mediana

20 a 635 mm/hora

4

Rápida

1270 a 2.540 mm/hora

CONTENIDO DE MATERIAORGÁNICA 1

Muy Bajo

2

Bajo

3

Medio

4

Alto

PENDIENTE

O GRADO DE INCLINACIÓN 1

Plano

0% a 1%

2

Suave

1% a 3%

3

Mediana

3% a 7%

4

Fuerte

7% a 12%

5

Escarpado

12% a 25%

6

Muy Escarpado

Más de 50%

EROSIÓN

PORCENTAJE QUE SE HA PERDIDO 1

Ligera

25% del Horizonte A

2

Moderada

25% -75% del Horizonte A

3

Severa

75% del A y 25 % del horizonte B

4

Muy severa

25% a 75% del horizonte B

19

5.1.2.2 Composición del suelo 1. Fase sólida.

La fase sólida es la responsable del comportamiento del suelo al ser la única permanente y dentro de ella se distinguen dos tipos de componentes o fracciones: la fracción mineral derivada del material original y la fracción orgánica procedente de los restos de los seres vivos que se depositan en la superficie del suelo y de los que habitan en su interior.

Dentro de la fase sólida mineral se han de considerar las sustancias de carácter salino, más o menos solubles y que por tanto presentan una menor estabilidad que los silicatos, que son los constituyentes primordiales. Esta menor estabilidad y su fácil intercambio con la fase líquida, que les permite, en ciertas ocasiones, incluso abandonar el suelo, nos mueve a considerarlos en un tercer grupo, separado del resto de los componentes minerales.

Los componentes de la fase sólida se dividen en: o

Componentes minerales

La fracción mineral del suelo deriva directamente del material original del mismo y está constituida por fragmentos de aquel unidos a sus productos de transformación, generados en el propio suelo.

Al distribuir las partículas minerales del suelo por tamaños establecemos lo que se conoce como fracciones granulométricas. Los fragmentos más gruesos se los conoce genéricamente como grava.

Las partículas edáficas son una serie de fracciones definidas según su diámetro y que corresponden a tres tipos principales: arena, limo y arcilla.

Dentro de la arena se definen diversos tipos según la clasificación seguida pero que podemos sintetizar como arena gruesa (constituida por fragmentos de la roca madre y, como ella, es poli mineral) y fina (constituida por fragmentos de roca pero, generalmente, de carácter mono mineral y con un nivel de alteración variable). El criterio que se ha seguido es el tipo de material que predomina en ellas.

El limo está constituido por materiales heredados o transformados pero no tienen carácter coloidal. Es una fracción donde las transformaciones son mayores y su composición mineralógica se parece a la de las arcillas. Son partículas mono minerales en las que hay un alto contenido en filosilicatos de transformación o neoformación.

La arcilla está formada por partículas de carácter coloidal y mono mineral que se han formado en el suelo o han sufrido transformaciones en él, aunque en algunos casos pueden ser heredados del material original mediante una microdivisión del mismo. o

Componentes orgánicos 20

La materia orgánica del suelo procede de los restos de organismos caídos sobre su superficie, principalmente hojas y residuos de plantas. Este material recién incorporado es el que se conoce como "materia orgánica fresca" y su cantidad varía con el uso o vegetación que cubra al suelo.

La materia viva en el momento en que deja de serlo, comienza un proceso de descomposición provocado por los propios sistemas enzimáticos del organismo muerto. Además sirve de alimento a numerosos individuos animales que habitan en la interfase entre el suelo y los detritus que lo cubren. En esta fauna predominan artrópodos de diversas clases y gran número de larvas, sobre todo de insectos.

El papel de esta fauna es doble, por una parte digieren los restos y los transforman dejando en su lugar sus excretas, en las que aparecen sustancias más sencillas mezcladas con microorganismos de su intestino y del propio suelo, que fueron ingeridos con los restos; de otra parte realizan una función de trituración que provoca un incremento notable de la superficie de los restos y que ayuda al ataque de los microorganismos de vida libre que habitan en la hojarasca o en las capas altas del suelo. Estos primeros fragmentos presentan una estructura vegetal reconocible hasta que se inicia el ataque de los hongos, que son los primeros microorganismos que se implantan sobre los restos vegetales.

Los hongos son capaces de atacar y romper las moléculas de lignina que forman las paredes de los vasos y las de celulosa que forman parte de las membranas celulares, por el contrario necesitan tomar el nitrógeno en forma mineral, por lo que han de hacerlo de la solución del suelo. Una vez rotas las paredes de los vasos y de las células, queda abierta la puerta a la acción bacteriana, cuyos individuos se nutren de las proteínas y de los azucares principalmente.

Las bacterias liberan nitrógeno en forma amoniacal y, posteriormente, nítrica que permite la nutrición fúngica y el crecimiento de su población, iniciándose así una estrecha colaboración entre ambos tipos de organismos que termina favoreciendo a las plantas que habitan el suelo, al desaparecer la competencia por el nitrógeno que hasta ese momento sufrían por parte de los hongos. Dependiendo de la cantidad de nitrógeno presente en la materia orgánica fresca que llega al suelo así será el posible enriquecimiento de éste en el elemento citado y la velocidad del proceso de transformación de los restos vegetales, por ello la relación C/N de los restos vegetales es un factor decisivo en todo el proceso de transformación de la materia orgánica y que en su conjunto se conoce como "proceso de humificación".

A medida que avanza el proceso de humificación se va reduciendo el valor de la relación C/N del material resultante, dado que el carbono se consume en los procesos energéticos de los microorganismos y termina como dióxido de carbono, mientras que el nitrógeno se invierte en la producción de proteínas que llegan nuevamente al suelo al morir los microorganismos presentes en él.

Al final de esta primera etapa de descomposición, los restos vegetales van perdiendo su estructura inicial hasta acabar resultando irreconocible.

21

En el caso de las lombrices se produce una modificación de la composición del suelo que ingieren con respecto al que excretan, modificando algunos parámetros que favorecen la acción microbiana y como consecuencia de ello una aceleración del proceso de humificación.

Ahora bien la materia orgánica no se acumula indefinidamente en el suelo sino que los procesos oxidativos, que dan lugar a las sustancias húmicas, continúan, así como la acción microbiana, que puede utilizar las sustancias húmicas formadas como sustrato nutritivo y provocar su descomposición y "mineralización", con lo que se cerraría el ciclo biogeoquímico de los elementos.

2. Fase liquida.

La fase líquida se conoce como "agua del suelo" y si, en principio, es así por su procedencia de las lluvias o de mantos freáticos elevados, una vez en contacto con la fase sólida se incorporan a ella sustancias en solución y en suspensión procedentes de aquella. Es en la fase líquida en la que se desarrollan los procesos de formación y evolución del suelo, siendo de especial importancia los relativos a la interfase sólido-líquido. También actúa como vehículo de transporte de sustancias ya sea dentro del suelo como desde él al exterior.

También el suelo se comporta como una esponja capaz de retener una importante cantidad de agua con una fuerza de succión tal que teóricamente permanecería en él de forma indefinida. Gracias a este hecho podemos afirmar que es posible la vida sobre la tierra tal como la concebimos y la conocemos. La capacidad de retener agua del suelo debería considerarse como una propiedad del mismo, si bien el objeto de esa retención es uno de los componentes del suelo.

El agua que llega al suelo y se infiltra en él, cuando la lluvia es copiosa, termina por llenar todos sus poros y desalojar a la totalidad del aire. Cuando esto sucede se dice que el suelo se encuentra a su "capacidad máxima". Esta situación constituye un estado pasajero pues los poros gruesos permiten una rápida circulación descendente y favorecen que el agua se incorpore a las capas freáticas. A medida que se van vaciando los poros más gruesos la velocidad de circulación del agua disminuye, al principio la disminución de velocidad es muy importante y llega un momento en que casi se estabiliza hasta anularse completamente, pero en ese punto todavía queda agua en el suelo.

En el suelo, las partículas coloidales presentan una carga superficial, generalmente negativa, muy débil pero lo suficiente para hacer que las dipolares moléculas de agua se sitúen a su alrededor y se orienten con la carga positiva mirando hacia la partícula sólida. Esto crea una esfera de mayor radio que la anterior pero que se mantiene cargada de la misma forma, solo que con un potencial menor debido al aumento de superficie; esta nueva esfera atrae a nuevas moléculas de agua hasta ir formando esferas cada vez mayores y con una carga superficial menor.

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Como es lógico, la primera capa de moléculas de agua está atraída con mayor fuerza que la segunda y así sucesivamente, hasta que la fuerza se hace prácticamente nula.

A la fuerza de unión entre la fase sólida del suelo y la líquida se le conoce como "potencial matricial". Existe una cierta proporcionalidad entre éste y el contenido de humedad.

Cuando el suelo se encuentra a su capacidad máxima, la mayor parte del agua se encuentra muy retirada de la fase sólida y por tanto su potencial matricial es nulo. A medida que va desapareciendo el agua de los poros más gruesos y solo va quedando en los de menor tamaño, el potencial matricial va creciendo pues la distancia máxima de las moléculas de agua que llenan un poro es la del radio de ese poro, de modo que a menor tamaño de poro mayor es la fuerza con que el agua está retenida. Cuando el potencial matricial es igual a la presión atmosférica, las fuerzas de empuje y de sujeción de las moléculas de agua se anulan por tener el mismo valor y signo opuesto, de modo que ese agua permanecería retenida de modo indefinido. En este punto se dice que el suelo se encuentra a su "capacidad de retención" El agua que se escurre luego de la etapa de rápido escurrimiento, ahora de circulación lenta, es utilizable por las plantas pues existe suficiente aireación para que puedan respirar y obtener la energía suficiente para la succión, y la fuerza con que el agua está retenida es pequeña lo que facilita la labor de las raíces. En el cambio de velocidad se estima se encuentran llenos los poros cuyo diámetro es inferior a 8 mm, que es lo que se considera como "micro porosidad". En esta situación se dice que el suelo se encuentra a su "capacidad de campo".

Llegado el suelo a su capacidad de retención, solo la evaporación del agua o la succión de ella por las raíces de las plantas puede conseguir eliminarla, pero esto nunca sucede por completo mas que en los primeros centímetros del suelo que es donde se produce un fácil intercambio con la atmósfera libre.

A este punto va llegando el agua más profunda mediante ascenso capilar por las diferencias de potencial matricial que se van creando, pero la velocidad de suministro se va haciendo cada vez más pequeña a medida que se van reduciendo las diferencias. Esto hace que el lazo capilar se rompa en un determinado momento y cese el aporte de agua a la superficie, esta sitación se conoce como "punto de ruptura del lazo capilar" .

El agua que puede retener el suelo a su capacidad de campo menos la que mantiene en el punto de marchitamiento, es la que se conoce como "agua útil" y es la aprovechable por las plantas. El contenido total de ésta que se estima que puede llegar a esa zona por ascenso capilar, constituye la "reserva de agua" del suelo. Cuanta más alta sea esta mayor será la posibilidad de resistencia de las plantas a un periodo seco.

Existe otro factor asociado al potencial matricial en la capacidad de suministro de agua a las plantas, es la presión osmótica de la solución del suelo. Existen también otros factores modificadores asociados a la geometría de los poros del suelo.

23

Todo este proceso de retención de agua por parte del suelo está asociado a la presencia de coloides, sobre todo los minerales o arcilla.

3. Fase gaseosa.

La fase gaseosa o "atmósfera del suelo" está constituida por un gas de composición parecida al aire cualitativamente pero con proporciones diferentes de sus componentes. Ella permite la respiración de los organismos del suelo y de las raíces de las plantas que cubren su superficie. También ejerce un papel de primer orden en los procesos de óxido-reducción que tienen lugar en el suelo.

El intercambio gaseoso entre el suelo y la atmósfera se produce por difusión entre ambos. No obstante existen procesos que favorecen este intercambio y que se conocen como respiración del suelo. Ésta se realiza primordialmente por los cambios de volumen que experimenta la fase sólida del suelo en las alternancias térmicas producidas entre el día y la noche; también se ve favorecida por los periodos de lluvia que desalojan la práctica totalidad del aire existente, que es absorbido de la atmósfera a medida que el agua va abandonando el suelo a través de la macro porosidad del mismo que es el dominio de los gases.

La importancia de la respiración de los organismos en la composición de la atmósfera del suelo, se pone de manifiesto por las diferencias estacionales que se observan en el contenido de dióxido de carbono, cuyos máximos corresponde a los periodos de máxima actividad. Estas diferencias se acrecientan en los suelos cultivados pues el efecto de la respiración radicular es el más intenso. Para un mismo año y terreno, los contenidos en dióxido de carbono llegan a cuadruplicarse en las áreas en que el suelo está cultivado respecto al que está en barbecho.

La importancia de la transformación de la materia orgánica en el contenido en dióxido de carbono del aire del suelo, se pone de manifiesto cuando comparamos las composiciones de suelos sometidos a una aplicación de enmiendas orgánicas con los no sometidos a las mismas.

5.1.2.3 Propiedades físico químicas.

Son las que afectan a los fenómenos de superficie, especialmente a la inter fase sólido-líquido. Muy relacionada con la presencia y distribución de los diferentes iones está la reacción del suelo. Es uno de los factores esenciales en la distribución de las diferentes especies vegetales sobre el planeta, pues cada una tiene unas preferencias determinadas en cuanto al valor del pH del suelo sobre el que habitan, así como unos hábitos nutritivos específicos cuya satisfacción por el suelo está muy condicionada por el pH. Recordemos los conceptos de acidófila, basófila, calcícola o calcífuga que se aplican a determinadas plantas y que marcan las preferencias por unos hábitats determinados.

5.1.3 Los organismos del suelo Los incontables miles de millones de microbios y otros organismos que habitan el suelo, no son propiamente constituyentes de éste pero forman parte integral e indispensable de todos los suelos fértiles. Las plantas superiores son incapaces de utilizar los elementos en su forma orgánica compleja ni como minerales brutos. Los primeros tienen que ser desdoblados hasta materiales inorgánicos o minerales y los 24

segundos tienen que ser solubilizados. Así los habitantes del suelo constituyen el eslabón necesario en muchos de estaos procesos y la ayuda es de valor incalculable.

5.1.3.1 Funciones Generales Los procesos que intervienen en la descomposición de la materia orgánica, durante los cuales se forman nuevos compuestos, se los conoce como putrefacción, fermentación y descomposición. Estos mecanismos son de importancia singular, porque sin la presencia de los microbios y sus funciones, la materia orgánica se acumularía hasta un punto en el que todo el nitrógeno, fósforo, potasio, azufre y carbono combinados, estarían en forma inaprovechable, ya sea en combinación orgánica o como rocas o gases. Si los microorganismos del suelo, al atacar la materia orgánica, no librasen continuamente estos elementos tan importantes, poniéndolos en circulación de modo que puedan ser utilizados una y otra vez, pronto cesarían la vida animal y vegetal a causa del agotamiento de los elementos fácilmente aprovechables.

Una enorme variedad, verdadera legión de tipos microbianos habitan el suelo.

Difieren, no precisamente en su apariencia, sino más bien en sus hábitos vitales y en los procesos en los que toman parte. Estas formas de vida son tan pequeñas que no se observan a simple vista.

Desde un punto de vista energético, todos los organismos se enlazan en complejas redes tróficas cuyo depósito inicial de mayor energía es la materia orgánica que proviene del subsistema aéreo y que forma el "mantillo" y la de las raíces y sus exudados, incorporados directamente; hojas, troncos, frutos, ramas, raíces, cadáveres etc, son los principales sustratos para la descomposición. Este depósito es utilizado por los descomponedores en general: bacterias y hongos que mineralizan y producen el cambio necesario de materia orgánica a inorgánica: de "resto inútil" a "nutriente vegetal"; el resto de los organismos se divide entre una gran diversidad de saprófagos que fragmentan, mezclan y cambian la naturaleza física de la materia orgánica, favoreciendo su mineralización y un gran conjunto de depredadores que regulan los tamaños poblacionales de sus presas, influyendo en la velocidad de traspaso de energía a través de esta gran red. Como característica especial de esta trama trófica, la materia resintetizada a partir de restos orgánicos, vuelve tarde o temprano a engrosar el depósito inicial a causa de la muerte.

5.1.3.2 Organismos que viven dentro del suelo  Megabiotas comprende vertebrados, como serpientes, zorras, ratones, topos y conejos que sobre todo escarban el suelo para alimentarse o refugiarse.  Macrobiotas (diámetro > 2 milímetros) comprende invertebrados (por ejemplo: hormigas, termitas, ciempiés, lombrices, caracoles y arañas). Las raíces de las plantas son a menudo incluidas en estas biotas.  Mesobiotas (diámetro 0.1-2 milímetros), suelen vivir en los poros del suelo.

Este grupo se compone de micro artrópodos, como los ácaros, pseudoescorpiones y colémbolos.

25

 Microbiotas (diámetro < 0.1 milímetros), son muy abundantes, están en todos lados y son muy diversos. Entre la microflora están las algas, bacterias, hongos y levaduras que pueden descomponer casi cualquier sustancia natural. La microfauna comprende nemátodos, protozoarios, turbelarios, tardígrados y rotíferos.  Hongos, bacterias y nemátodos. Los microorganismos también son importantes para la productividad vegetal, son las biotas más abundantes de los suelos y a ellos incumbe la regulación de los ciclos de la materia orgánica y los nutrientes, la fertilidad y restablecimiento de los suelos, y las buenas condiciones para el crecimiento de las plantas. Más de 90% de las plantas del mundo desarrollan una asociación simbiótica con uno de los 5 tipos de micorrizas, un hongo que actúa como extensión natural del sistema radicular de la planta. Esta asociación aumenta la capacidad de las plantas de absorber los nutrimentos, las protege contra los patógenos, y aumenta su tolerancia contra los agentes contaminantes y las condiciones adversas del suelo, tales como el estrés hídrico, el bajo pH y la alta temperatura del suelo.

La función de los seis géneros de la familia de bacterias Rhizobiaceae en la producción de leguminosas está bien documentada. También se utilizan mucho en las regiones tropicales, sobre todo en Brasil y México, la asociacion de bacterias diazotróficas y endofiticas que no sólo fijan el nitrógeno de la atmósfera sino que modifican la forma e incrementan el número de pelos radiculares, ayudando así a las plantas a absorber más elementos nutritivos. La aplicación de estos organismos en inoculantes (sobre todo en el maíz, arroz, trigo y caña de azúcar) ha incrementado la producción agrícola "desde niveles insignificantes hasta casi el 100 por ciento".

Se han utilizado muchas especies y géneros de bacterias para favorecer el crecimiento de las plantas. Las que han dado mejores resultados son Agrobacterium radiobacter, utilizada para controlar el cáncer bacteriano en numerosas familias vegetales; Bacilus subtilus, que elimina la podredumbre de las raíces de los cereales, y diversos bacilos inoculadores que se usan en China en los cultivos de hortalizas.

La micro fauna de los suelos además desempeña una importante función en la protección fitosanitaria. Los nemátodos se utilizan con buenos resultados contra una amplia variedad de plagas de insectos, entre ellos los gusanos blancos, otiorrincos, moscas de la fruta y sírices de la madera. La experimentación en invernaderos ha demostrado que los nemátodos además son eficaces para combatir diversos hongos patógenos a las raíces.

Con todo, el informe señala que la función de los microorganismos de los suelos en la agricultura sigue sin valorarse adecuadamente: " El uso excesivo y el mal uso de insumos externos, como fertilizantes inorgánicos y plaguicidas - conjuntamente con cultivos especializados o monocultivos - puede propiciar un considerable incremento en la producción general de alimentos, pero también agotan la fertilidad y los componentes biológicos del suelo y degradan los elementos físicos de la tierra. Hace falta un planteamiento integral que tome en cuenta las repercusiones potenciales de la agricultura en la biodiversidad de los suelos, que mantenga la fertilidad de los suelos, la productividad y la protección de los cultivos, aprovechando al máximo las sinergias ecológicas entre los diversos elementos biológicos del ecosistema y 26

mejorando la eficiencia biológica de los procesos que se dan en los suelos. Esto sería útil para la agricultura comercial moderna, y sobre todo en las tierras marginales en vía de degradación, en las tierras ya degradadas que necesitan saneamiento y en las regiones donde no es viable una agricultura que requiera abundantes insumos externos".

5.2 MINERALOGÍA La mineralogía es la ciencia que se ocupa de identificar minerales y estudiar sus propiedades y origen con el propósito de realizar su clasificación. El estudio de los minerales se efectúa a partir de la observación y del análisis de las rocas que constituyen muestras geológicas.

El estudio de las rocas y sus minerales nos permite conocer más acerca de los procesos geológicos que han tenido lugar en una determinada zona, y comprender las características que se observan en la actualidad y definir sus posibles usos.

Dentro de la mineralogía existen dos líneas de trabajo, como se observa en el siguiente cuadro:

5.2.1 Mineralogía descriptiva: Se ocupa de estudiar las propiedades y clasificación de los minerales individuales, su localización, sus formas de aparición y sus usos.

Este enfoque de la mineralogía tiene una aplicación económica directa, ya que la mayoría de los materiales inorgánicos usados con fines productivos son minerales o sus derivados.

Por ejemplo: 27



Piedras preciosas y semipreciosas, como diamante, granate, ópalo, circonio.



Objetos ornamentales y materiales estructurales, como ágatas, calcita, yeso entre otros.



Materiales refractarios, entre los que se destacan asbestos o amianto, grafito, magnesita, mica.



Materiales cerámicos, como el feldespato y el cuarzo, entre otros.



Minerales químicos, como halita, azufre y bórax.



Fertilizantes, como son los fosfatos y los nitratos.



Pigmentos naturales, como hematites, limonita.



Minerales de uso en aparatos científicos y ópticos, como el cuarzo, la mica y la turmalina.



Menas de metales, como es el caso de casiterita, calcopirita, cromita, cinabrio, ilmenita, molibdenita, galena y esfalerita.

5.2.2 Mineralogía determinativa: Esta área de la mineralogía se ocupa de identificar los minerales presentes en una muestra en función de sus propiedades químicas, físicas y cristalográficas. Estas propiedades de los minerales constituyen subespecialidades de la mineralogía.

5.2.3 Mineralogía química Que se ocupa de estudiar e identificar la composición química de los minerales. Esta es la propiedad más importante para realizar la identificación de los minerales. La mineralogía química se realiza con métodos normalizados, cuantitativos y cualitativos, incluyendo análisis con haces de electrones.

5.2.4 Mineralogía física La cual estudia las propiedades físicas de los minerales, tales como las ópticas, mecánicas y electromagnéticas.

Las propiedades físicas constituyen una importante ayuda para identificar los minerales. Muchos de ellos se pueden reconocer a simple vista (utilizando elementos como la lupa, el martillo o una punta para rayar) o por medio de pruebas sencillas.

5.2.5 Cristalografía Que estudia la forma que adoptan la mayoría de los minerales cuando las condiciones de formación son favorables. Los cristales son un ordenamiento de los átomos de un mineral de manera tal que forma superficies planas, paralelas a planos reticulares de su estructura interna.

La cristalografía estudia el crecimiento, la forma y carácter geométrico de los 28

cristales.

De acuerdo con las características los cristales, estos se agrupan en seis sistemas de simetría, a saber: 1.

Cúbico o isométrico

2.

Hexagonal

3.

Tetragonal

4.

Ortorrómbica

5.

Monoclínico

6.

Triclínico.

5.3 PETROLOGÍA Los materiales de que está conformada la tierra son minerales y rocas, por lo tanto la petrología, como rama de la geología, estudia las rocas en todos sus aspectos, como su origen, distribución en el espacio y en el tiempo, modo de ocurrencia, composición, clasificación, relaciones con los procesos e historia geológicos, y aspectos filosóficos que el estudio de las rocas involucra.

La geología centro su estudio en el 25% de la superficie sólida de la corteza terrestre, pues el 75 restante está cubierto por las aguas de los océanos, mares, lagos, lagunas, ríos y más fuentes.

Las rocas resultan de la mezcla de varios materiales, agregados en diversas proporciones, y cuyas masas sólidas o no resultantes, constituyen una unidad de la corteza terrestre. Existen rocas mono minerales por estar integradas con un solo mineral, como la caliza, que está compuesto con el mineral calcita, y rocas integradas con dos o más minerales, como el granito, que está compuesto con los minerales cuarzo, feldespato y mica.

En cuanto a la génesis de las rocas, por su modo de ocurrencia y su composición, todas están comprendidas dentro de tres grandes grupos:  Rocas Ígneas.formadas en un ambiente profundo de altas presiones y temperaturas, cuando se enfrían en el interior terrestre constituyen las rocas ígneas intrusitas, y cuando se enfrían en el exterior terrestre constituyen las rocas ígneas extrusivas.  Rocas Sedimentarias.formadas en un ambiente exterior terrestre, por desechos de otras rocas. Pueden ser de origen químico, orgánico o detrítico.  Rocas Metamórficas.- formadas por recristalización de rocas preexistentes, las que al ser sometidas a altas presiones y temperaturas sufren un cambio en su arreglo molecular y en su textura.

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Las rocas ígneas están formadas por minerales primarios. En conjunto, a partir de los minerales primarios expuestos a la acción de los agentes edafizadores y alterarse ellos a minerales secundarios, trae consigo un desmenuzamiento de las rocas originales, las cuales aportan materiales detríticos que posteriormente dan rocas sedimentarias.

Después de su formación, las rocas pueden sufrir alteraciones de distinta naturaleza, así un magma enfriado dentro de la corteza terrestre por acción de altas temperaturas, pueden fundirse nuevamente y recristalizar, o bien una roca sedimentaria puede ser afectada por altas temperaturas, por efecto de un magma ascendente, y como consecuencia sufrir una recristalización, lo que dará como resultado una roca nueva. En ambos casos resultará una roca metamórfica. Esto se debe a que los minerales se transforman en otros.

5.3.1 Rocas Ígneas Las rocas ígneas se forman por enfriamiento, solidificación y endurecimiento de un magma. Las rocas fundidas a altas temperaturas (desde 500º C, hasta más de 1000º C) den un fluido natural que se denomina magma. Cuando el magma se derrama por los conos volcánicos o fisuras sobre la superficie terrestre se denomina lava. El término lava se deriva del latín “laves” que significa deslizamiento.

En la composición del magma se encuentran todos los elementos químicos conocidos, y que está dotado de movilidad. El término magma se deriva del griego “magma” que significa pasta que ejerce presión.

En la composición química del magma predominan los silicatos, y en menor cantidad óxidos, sulfuros, vapor de agua y otros gases. Los óxidos en orden de abundancia son los siguientes: silicio, aluminio, sodio, potasio, hierro ferroso y hierro férrico. Los óxidos de calcio y magnesio son escasos.

Además existen pequeñísimas cantidades de óxidos de titanio, y fósforo.

5.3.2 Rocas Sedimentarias Todas las rocas que afloran sobre la superficie terrestre, están expuestas a los ataques meteóricos y la acción de los organismos, y por la acción de estos, más o menos fuertes según el clima bajo el cual se encuentran sometidas, las rocas preexistentes son alteradas y dejan como resultado unos residuos, fragmentos de roca, a los cuales se conoce con el nombre de sedimentos, clásicos o detríticos.

En contraste con las rocas Ígneas y Metamórficas, las sedimentarias se originan en un ambiente secundario, es decir, acción de bajas temperaturas, de bajas presiones, por la libre circulación de agua y por los gases atmosféricos.

Los materiales que están formados por rocas sedimentarias provienen en su totalidad de la superficie terrestre, y no solamente son fragmentos, provenientes de la descomposición de las rocas, sino que también se forman rocas sedimentarias por la acumulación de restos orgánicos, vegetales y animales, los que en ocasión llegan a fosilizar; o también pueden formarse gracias a la precipitación de sustancias que en forma iónica son transportadas por las aguas a los lagos, ríos y mares.

30

Por consiguiente, atendiendo a su origen, estos se clasifican como: detríticas o clásticas, rocas orgánicas y rocas químicas.

Así como se desgasta la superficie de la tierra (fundamentalmente las montañas), existen depósitos en los lugares de acumulación (como valles, lagunas, lagos y fondo de mares y océanos).

En otras palabras las rocas sedimentarias se han formado con desperdicios, provenientes de otras rocas, fragmentos grandes y pequeños de roca edafizada, restos de animales y plantas sobre la superficie terrestre.

Los medios de transporte de los sedimentos son las corrientes de agua, el viento y el hielo. Cuando los sedimentos alcanzan espesores considerables, se realizan fenómenos de compactación o bien, las precipitaciones químicas ocupan los huecos que existen entre los fragmentos grandes y pequeños, ejerciendo el papel de cementantes. Estos fenómenos hacen que las rocas adquieran mayor coherencia, se estratifique en capas, que representan series que han sido formadas en condiciones diferentes unas de otras.

5.3.3 Rocas Metamórficas Se forman a partir de las rocas ígneas y sedimentarias, que sufren cambios profundos en su composición mineralógica y en su estructura interna, gracias a la acción de procesos naturales como: calor, presión, fluidos físicos y químicamente activos y los movimientos tectónicos o mecánicos de la corteza terrestre, con los cuales se opera un complicado proceso de recristalización de los minerales y rocas, reemplazo de unas sustancias por otras, destrucción de las estructuras primitivas y formación de nuevas.

Las rocas metamórficas pueden a su vez volver a sufrir el influjo de los procesos: calor, presión, fluidos físicos y químicamente activos y los movimientos tectónicos o mecánicos de la corteza terrestre y recristalización formando nuevas rocas estables en el nuevo ambiente termodinámico. Estas fuerzas se denominan “agentes de metamorfismo”.

5.5.3.1. Metamorfismo Es la suma de procesos que coaccionan el ajuste mineralógico y estructural de las rocas en los ambientes circundantes físicos y químicos que ocurren por debajo de la zona de meteorización y cementación, para formar nuevas rocas. Los agentes que determinan el metamorfismo son:  Calor Este normalmente se debe a dos causas: la una, que es propia de un incremento de la temperatura, debido al gradiente geotérmico, el cual se manifiesta por la elevación de la temperatura en un grado centígrado por cada 33 m que se profundiza hacia el centro de la tierra. Además, a este incremento debe agregarse otro debido a la 31

reactividad. Y la segunda, es propia del ascenso de un magma, debido al estado incandescente, el cual durante la trayectoria hacia la superficie, a través de las zonas de debilidad, provoca aumentos de temperatura en las rocas encajonantes.

El aumento de temperatura en los minerales debilita la trabazón de los átomos, intensifica la acción disolvente del agua y aumenta la actividad química de muchos compuestos.

Así el dióxido de silicio no es susceptible a formar compuestos químicos en las condiciones normales de temperatura y presión, al aumentar la temperatura adquiere las propiedades de ácido químicamente activo y al combinarse con otras rocas origina una serie de compuestos estables en el nuevo ambiente físico – químico.

Los cambios de temperatura generalmente son más eficaces que los cambios de presión.  Presión Esta aumenta rápidamente con la profundidad, debido al peso de las rocas suprayacentes, a una profundidad de 10 Km, la presión alcanza alrededor de 2 a 600 atm, de tal manera que aún las rocas más resistentes puedan quedar trituradas.

Por efectos de la presión, las rocas de textura fina sufren cambios más fácilmente, por tener mayor superficie expuesta, lo que influye para que los fluidos químicamente activos las ataquen con mayor facilidad y eficacia.

Por efectos de la presión y de los procesos internos, las rocas se vuelven gradualmente plásticas, hasta que, como consecuencia se transforman totalmente en una roca por efecto del metamorfismo.

Todos los cambios son producidos por fuerzas internas que pliegan, fracturan y fallan, inyectan magmas; y, elevan o deprimen las masas de roca.  Fluidos físico y químicamente activos.

Los magmas contienen una gran cantidad de masas (vapor de agua, CO 2, ácidos fluorhídricos, ácidos clorhídricos y otros), los cuales al penetrar a través de la red ínter granular, actúan como catalizador o disolvente, facilitando las reacciones químicas y el ajuste mecánico de las rocas, desempeñando de esta manera un papel importantísimo en el metamorfismo.  Movimientos tectónicos o mecánicos Los movimientos que afectan a las masas rocosas, a más de los movimientos tectónicos, están los movimientos ascensionales del magma, la presión estática ejercida sobre los pisos marinos, debido a la acumulación de enormes volúmenes de sedimentos en un ambiente geosinclinal; y, por acción de las corrientes de convección del manto terrestre.

32

En las rocas estos movimientos causan plegamientos, callamientos, hundimientos, desplazamientos, compresiones, y otras que dan lugar a una serie de estructuras geológicas.

Es necesario aclarar que el término metamorfismo comprende los cambios mineralógicos estructurales de las rocas, pero, excluye a las causadas por interperismo.

5.5.3.2

Formas de metamorfismo

Las rocas que experimentan cambios, por efectos de la acción de uno o más procesos metamórficos, demuestran por su arreglo mineralógico, estructural, textural y de otra naturaleza, el origen y la intensidad del proceso o de los procesos que los han afectado. Las principales formas de metamorfismo son:  Metamorfismo de contacto o térmico.

Comprende los cambios efectuados en las rocas por acción del magma, y sus fluidos asociados, ascendentes, por lo que se dan alteraciones de la roca encajante, así como la alteración interna de la roca ígnea intrusita.

El calor y los fluidos generados por los cuerpos íntusivos alteran profundamente a todas las rocas que las rodean (sean ígneas, sedimentarias o metamórficas) y aún al mismo intrusivo.

En lagunas ocasiones el metamorfismo de contacto es tan intenso que las rocas originales no se conocen, y se les ha dado diferentes denominaciones como las “rocas metamórficas de contacto”, “skarn”, pero el término más generalizado es de “Tactita”.

Las rocas arcillosas al ser recristalizadas, por metamorfismo de contacto, forman las rocas corneanas (cornubianitas) u hornfels. Las arcillas debido a su composición mineralógica (feldespatos, mica, clorita, sustancias coloidales, carbonatos y otros), por esta forma de metamorfismo se transforman en otras como: garnate, estaurolita, sillimanita, cordierita, andalucita y grafito.

Las rocas carbonatadas por los efectos del metamorfismo de contacto sufren la descarbonatación mayor, a medida que aumenta la temperatura y según la composición físico – química. Si las calizas son puras, se transforman en mármol de grano grueso, generalmente, en las zonas cercanas a la fuente de calor. Y se va haciendo de grano fino a medida que se retira de la fuente de calor.

Si las calizas son impuras dentro del mármol, se tienen otros minerales tales como: gránate, vesubianita, epidota, zaisita, escapolita, grasularita, flogopìta y otras.  Metamorfismo Regional o General.

33

Denominado también metamorfismo de profundidad, se manifiesta sobre grandes extensiones, sin relación aparente con la presencia de intrusiones ni con fuerzas tectónicas, y que afecta a las rocas más diversas. Está relacionado con las zonas móviles de la corteza terrestre, las geosinclinales, los mismos que sufrieron un descenso por un tiempo prolongado, las gruesas pilas de rocas sedimentarias se hundieron a considerable profundidad yendo a parar a unja zona de presión electrostática y temperatura elevada. Bajo el flujo de estos factores las rocas recristalizaron transformándose en distintos esquistos cristalinos, gneis y otras rocas con minerales característicos.  Metamorfismo de dislocación o dinametamorfismo Está relacionado con los movimientos tectónicos de la corteza terrestre, que originan los plegamientos y fallas. La alteración de las rocas se verifica principalmente en la parte superior de la corteza terrestre bajo el influyo de la presión unilateral, orientado a determinado sentido denominada presión tectónica. El Dinametamorfismo provoca alteraciones en la estructura de las rocas, quedando destruidas las estructuras primitivas y originándose estructuras nuevas, con una orientación bien acusada de los minerales. Los minerales frágiles son triturados y pulverizados, en tanto que losa minerales resistentes sufren deformaciones que dan lugar a la formación de complejas mezclas polisintéticas. El efecto exterior se manifiesta en láminas delgadas.

5.5.3.2.

Características de las rocas metamórficas

Textura.- Para las rocas metamórficas se distinguen las siguientes principales texturas:  Esquisitosa En esta textura, los granos de minerales integrantes de la roca, tienen una forma laminar y largada y son recíprocamente paralelas.  Bandeada En esta textura, los granos de los minerales integrantes de la roca, permiten observar alternancias de bandas paralelas o menos finas que se diferencian por el color.

5.5.3.3.

Principales rocas metamórficas

Al describir las más importante rocas metamórficas de interés agrícola, se indican las características más sobresalientes.  Filitas Son rocas que se han formado en condiciones poco intensas de metamorfismo y son la transición sobre y hacia los esquistos. En general se derivan de las pizarras por metamorfismo; son micáceas de grano fino.

34

La composición mineralógica está representada por cuarzo y mica con mescal de clorita, albita y a veces granos de granate y turmalina.  Esquistos micáceos Son producto del metamorfismo regional.

Son rocas intensamente metamorfoseadas en comparación con las micas y consta de micas y cuarzo con otros minerales.

La composición mineralógica está representada por minerales que se observan a simple vista, como la biotita que forma esquistos micáceos biotiticos como la moscovita que forma esquistos micáceos muscoviticos o como la biotita y la moscovita que forma esquistos micáceos sericíticos o de las dos micas.  Esquistos talcosos Sui formación está relacionada con una alteración de rocas ultrabásicas. Son pocas pizarrozas integradas fundamentalmente por laminillas de talco con mezcla de cuarzo, clorita y mica. También están presentes otros minerales como feldespatos, magnetita y actinolita.  Esquistos cloríticos Estos compuestos en su mayor parte por clorita y pequeñas cantidades de cuarzo, talco, mica, epidota, turmalina, actinolita, rutilo y magnetita, de textura exquisitosa, de color variable generalmente verde o verdinegro.

Cuando los esquistos cloríticos, se enriquecen con otros minerales se denominan: esquistos clorito – talciticos, esquistos clorito – micáceos, esquistos clorito – anfibólicos, y otros.

Gneises.- Estas rocas son el producto del metamorfismo regional. Pueden derivarse lo mismo de una roca sedimentaria en cuyo caso se llama “Paragneis” o de una roca ígnea en cuyo caso se llama “ortogneis”.

Generalmente estas rocas son de grano grueso y los minerales se presenta con textura bandeada, y las bandas son paralelas.

La constitución mineralógica está representada principalmente por feldespatos y usualmente contienen mica u otros minerales obscuros formadores de rocasw.

Existe una gran variedad de gneis de granito, gneis de horblenda, gneis de moscovita, augengneis, gneis de sienita, gneis de gabro y otros, por lo tanto sus características dependen fundamentalmente de la composición mineral de la roca premetamórfica.

Mármol.- Estas rocas se forman por recristalización de las rocas carbonatas de textura ocelar u oleosa de tamaño de grano grueso, medio y fino. Las variedades de mármol blanco son puros y las variedades impuras son de colores: gris claro o gris oscuro, amarillo, rosado, verde, lila, con diferentes tonalidades.

35

Cuarcitas.- Estas rocas son productos del metamorfismo de arenas y areniscas cuarcíferas, de textura ocelar u ojosa, muy dura y generalmente en forma masiva. A veces contiene mezclas de compuestos ferruginosos, mica, clorita y otros minerales.

En algunos lugares se encuentran variedades esquistosas de cuarcita, que se llaman esquistos cuarcíferos, sus colores van desde el blanco cuando son puras hasta el gris oscuro, cuando son impuras.

Milonitas.- Estas rocas se forman por pulverización intensa de las rocas a lo largo de las fallas, principalmente bajo la acción de una fuerte presión dirigida de textura ocelar u ojosa, de grano fino, parecidas al pedernal fluit (variedad de pedernal negro con fractura concoidea). Suele asociarse con otras rocas características de las fallas como las brechas de falla.

Hornfelses.- Se forma por metamorfismo de contacto de rocas arcillosas a semejantes, de coloraciones oscuras, masivas, de textura ocelar u ojosa de grano fino uniforme. La composición mineralógica está representada por cuarzo, andalucita, feldespatos, piroxenos, granates, calcita y cordierita. Abundantemente se encuentra biotita y clorita.

Eclogitas.- Son rocas escasas, que se han formado en un ambiente de alta presión y anhídrido, en cuyas condiciones se ha cristalizado las rocas madres probablemente de composición gabroica.

En cuanto a su origen lo más probable es que se deba a un metamorfismo profundo, pues a mayor profundidad los materiales terrestres son cada vez más básicos (gabroicos), ferromagnesianos.

Esto ha hecho que la eclogita, sea considerada como roca ígnea y no como metamórfica y es que a grandes profundidades los procesos ígneos y metamórficos se confunden y es difícil decidir cuál es cual.

La composición mineralògica está representada por cuarzo, andalucita, feldespatos, piroxenos, granate, rutilo y hornblenda. En el campo son rocas muy llamativas por su color verde (anfacita), y de granates de coloraciones que van de rosado a café rojizo. Su estructura es porfiroblástica, y esto se debe a la presencia de grandes cristales de granate, los cuales destacan de la masa.

Granulitas.- Son rocas que se forman bajo altas temperaturas y presiones, tienen estructura granoblástica.

En la composición mineralógica están presentes: plagioclasa, hiperstena, diopside, feldespato potásico, hornblenda y cuarzo.

Charnokitas.- Son rocas que se originan por la acción de un metamorfismo profundo (altas presiones y temperaturas), y posiblemente se deban a la recristalñización de un magma cuarzo – feldespático, tienen estructura granoblástica.

En la composición mineralógica están presentes: plagioclasa, diopsida, hiperstena, feldespato potásico, hornblenda y cuarzo.

36

Migmatitas.- Son rocas “híbridas” (mixtas), producto de una mezcla por efecto de una penetración magmática en rocas ya metamorfoseadas. Los aportes son esencialmente feldespáticos.

6.

RESUMEN

Los materiales de que está conformada la tierra son minerales y rocas, por lo tanto la petrología, como rama de la geología, estudia las rocas en todos sus aspectos, como su origen, distribución en el espacio y en el tiempo, modo de ocurrencia, composición, clasificación, relaciones con los procesos e historia geológicos, y aspectos filosóficos que el estudio de las rocas involucra.

La geología centro su estudio en el 25% de la superficie sólida de la corteza terrestre, pues el 75 restante está cubierto por las aguas de los océanos, mares, lagos, lagunas, ríos y más fuentes.

Las rocas resultan de la mezcla de varios materiales, agregados en diversas proporciones, y cuyas masas sólidas o no resultantes, constituyen una unidad de la corteza terrestre. Existen rocas mono minerales por estar integradas con un solo mineral, como la caliza, que está compuesto con el mineral calcita, y rocas integradas con dos o más minerales, como el granito, que está compuesto con los minerales cuarzo, feldespato y mica.

En cuanto a la génesis de las rocas, por su modo de ocurrencia y su composición, todas están comprendidas dentro de tres grandes grupos: Rocas Ígneas.formadas en un ambiente profundo de altas presiones y temperaturas, cuando se enfrían en el interior terrestre constituyen las rocas ígneas intrusitas, y cuando se enfrían en el exterior terrestre constituyen las rocas ígneas extrusivas.

Rocas Sedimentarias.- formadas en un ambiente exterior terrestre, por desechos de otras rocas. Pueden ser de origen químico, orgánico o detrítico.

Rocas Metamórficas.- formadas por recristalización de rocas preexistentes, las que al ser sometidas a altas presiones y temperaturas sufren un cambio en su arreglo molecular y en su textura.

Las rocas ígneas están formadas por minerales primarios. En conjunto, a partir de los minerales primarios expuestos a la acción de los agentes edafizadores y alterarse ellos a minerales secundarios, trae consigo un desmenuzamiento de las rocas originales, las cuales aportan materiales detríticos que posteriormente dan rocas sedimentarias.

Después de su formación, las rocas pueden sufrir alteraciones de distinta naturaleza, así un magma enfriado dentro de la corteza terrestre por acción de altas temperaturas, pueden fundirse nuevamente y recristalizar, o bien una roca sedimentaria puede ser afectada por altas temperaturas, por efecto de un magma ascendente, y como consecuencia sufrir una recristalización, lo que dará como 37

resultado una roca nueva. En ambos casos resultará una roca metamórfica. Esto se debe a que los minerales se transforman en otros.

7.

GLOSARIO

Ambiental: Es conjunto de condiciones que rodean a los seres vivos en la que éstos se desarrollan.

Capa de ozono: Zona superior de la atmósfera, contiene gas de ozono que bloquea los poderosos rayos ultravioletas.

Cobertura arbórea: En plantaciones forestales son los árboles de especies nativas o exóticas con una densidad mínima de 150 plantas por hectárea.

Erosión: Proceso geológico relacionado al desgaste y a la movilización de los materiales que forman la tierra.

Geología: Ciencia que estudia la composición, disposición y materias que constituyen la tierra.

formación de las

Materia orgánica: A los restos de alimentos y desechos de animales, que sirven para compostar.

Metamorfismo:

Transformación físico – química que sufre las roca en el interior de la corteza terrestre a causa de la temperatura y la presión.

Microbiología: Estudio de microorganismos que comprende trabajos de taxonomía, morfología, fisiología, bioquímica y genética.

Mineral: Compuesto de elementos químicos que constituyen un cuerpo más complejo.

Sedimentación: Es el depósito de todas las sustancias en solución procedentes de la erosión y su posterior transporte. El destino último de los materiales sedimentados es el océano.

38

UNIDAD No. 2: EDAFIZACIÃ&#x201C;N 39

1. JUSTIFICACIÓN La influencia del clima sobre los procesos de formación del suelo se manifiesta especialmente a través de la temperatura y la precipitación. Las temperaturas altas y las precipitaciones abundantes aceleran la edafización química, que resulta mucho más intensa que aquellos otros climas poco lluviosos y de temperaturas bajas.

Los minerales originales se descomponen y, a veces, se combinan sus componentes para formar otros distintos. Los materiales originales o transformados pueden trasladarse a un horizonte inferior disueltos en el agua sobrante, proceso que recibe el nombre de lavado. Cuando la lluvia es escasa, los materiales solubles, como el calcio, se acumula en la parte superficial, y a medida que aumenta la precipitación se incrementa la concentración de dichos materiales en capas más profundas.

Los organismos vivos tienen una marcada influencia en el desarrollo del perfil del suelo: los vegetales superiores producen materia orgánica, los microorganismos descomponen la materia orgánica que se incorpora al suelo y los pequeños animales que viven en el mismo (lombrices, insectos, hormigas y otros), son eficaces agentes de meteorización y de mezcla de partículas de suelo.

Entre los vegetales superiores hay que diferenciar entre los árboles y la vegetación herbácea. La mayoría de las hierbas son anuales y los residuos de las partes aéreas se acumulan en la superficie, mientras que la mayor parte de las raíces se acumulan en la capa superficial. Por esta causa, el horizonte A de los suelos de praderas suelen ser ricos en materia orgánica. Por otra parte como la hierba 40

prospera en climas áridos, el lavado de los suelos en estas regiones no es muy importante.

2. PROBLEMATIZACIÓN La edafización comprende la totalidad de procesos atmosféricos y biológicos que transforman los minerales y rocas hasta llegar a obtener suelo agrícola y aún sobre éste.

En diferentes países del mundo, muchos investigadores suelen emplear los términos intemperización, meteorización, disgregación, fracturamiento e incluso erosión, pero estos términos no son tan correctos por no incluir importantes factores como son los biológicos.

Para comprender el mecanismo como se llega a obtener un suelo agrícola es necesario es necesario conocer los factores y procesos de formación del suelo.

El suelo es el resultado de la acción del clima y de los seres vivos sobre la superficie terrestre durante un periodo de tiempo. El desarrollo natural de los horizontes de un perfil viene condicionado por los siguientes factores: la roca originaria, el clima, los organismos vivos, la topografía y el tiempo.

3. DESCRIPCIÓN DEL PRODUCTO ESPERADO Luego de estudiada la unidad, los estudiantes habrán identificado, en el ámbito de su residencia, problemas concretos causados por los factores de la edafización del suelo especialmente aplicados a las labores agrícolas; estos problemas deberán ser descritos en un breve informe que se incluirá en las tareas de la unidad.

4. COMPETENCIAS Y ACTITUDES Al término del estudio de la unidad, los estudiantes, además de estar en capacidad de identificar los problemas causados por los factores para la edafización del suelo aplicados a la agricultura orgánica en el proceso de evolución del avance tecnológico; habrán desarrollado sensibilidad frente a esta problemática lo cual les convertirá en agentes de búsqueda de alternativas para lograr una evolución racional y manejable de los recursos naturales, en su zona de residencia.

5.

DESARROLLO DEL CONTENIDO

5.1.

EDAFIZACIÓN

La edafización comprende la totalidad de procesos atmosféricos y biológicos que transforman los minerales y rocas hasta llegar a obtener suelo agrícola y aún sobre éste.

41

En diferentes países del mundo, muchos investigadores suelen emplear los términos intemperización, meteorización, disgregación, fracturamiento e incluso erosión, pero estos términos no son tan correctos por no incluir importantes factores como son los biológicos.

Para comprender el mecanismo como se llega a obtener un suelo agrícola es necesario es necesario conocer los factores y procesos de formación del suelo.

5.1.1. Factores que intervienen en la formación del suelo.

El suelo es el resultado de la acción del clima y de los seres vivos sobre la superficie terrestre durante un periodo de tiempo. El desarrollo natural de los horizontes de un perfil viene condicionado por los siguientes factores: la roca originaria, el clima, los organismos vivos, la topografía y el tiempo.

5.1.1.1

Roca Originaria

La edafización original de las rocas situadas en la superficie terrestre permite la existencia de los líquenes y de otras formas de vida elemental. Los residuos de estos organismos vivos incrementan la cantidad de materia orgánica, a la vez que los ácidos orgánicos procedentes de esos organismos aceleran la descomposición de la roca. A medida que aumenta el contenido de la materia orgánica y de fragmentos finos de roca se retiene mayor cantidad de agua, lo que permite la vida de otras especies.

El tipo de roca determina la clase de suelo. El granito por ejemplo, se meteoriza con lentitud y tiene pocos elementos nutritivos, por cuyo motivo los suelos desarrollados a partir de esta roca suelen ser arenosos y poco fértiles. En cambio, los suelos derivados de rocas calizas presentan, por lo general una buena fertilidad natural.

5.1.1.2 El Clima La influencia del clima sobre los procesos de formación del suelo se manifiesta especialmente a través de la temperatura y la precipitación. Las temperaturas altas y las precipitaciones abundantes aceleran la edafización química, que resulta mucho más intensa que aquellos otros climas poco lluviosos y de temperaturas bajas.

Los minerales originales se descomponen y, a veces, se combinan sus componentes para formar otros distintos. Los materiales originales o transformados pueden trasladarse a un horizonte inferior disueltos en el agua sobrante, proceso que recibe el nombre de lavado. Cuando la lluvia es escasa, los materiales solubles, como el calcio, se acumula en la parte superficial, y a medida que aumenta la precipitación se incrementa la concentración de dichos materiales en capas más profundas.

5.1.1.3 Organismos Vivos Los organismos vivos tienen una marcada influencia en el desarrollo del perfil del suelo: los vegetales superiores producen materia orgánica, los microorganismos descomponen la materia orgánica que se incorpora al suelo y los pequeños animales 42

que viven en el mismo (lombrices, insectos, hormigas y otros), son eficaces agentes de meteorización y de mezcla de partículas de suelo.

Entre los vegetales superiores hay que diferenciar entre los árboles y la vegetación herbácea. La mayoría de las hierbas son anuales y los residuos de las partes aéreas se acumulan en la superficie, mientras que la mayor parte de las raíces se acumulan en la capa superficial. Por esta causa, el horizonte A de los suelos de praderas suelen ser ricos en materia orgánica. Por otra parte como la hierba prospera en climas áridos, el lavado de los suelos en estas regiones no es muy importante.

Los árboles tienen abundantes raíces profundas, pero la calidad de materia orgánica que aportan anualmente estas raíces es menos importante, que la suministrada por las raíces de la vegetación herbácea. En suelos forestales, la mayor parte de la materia orgánica proviene del compost, formado por restos de hojas y ramas, que se concentra en unos pocos centímetros de la parte más superficial del horizonte A. La hierba prospera en clima seco, mientras que en clima húmedo favorece la vegetación forestal. Por eso, el lavado es más intenso en las praderas que en los bosques.

Las labores que el hombre ejecuta en el suelo y la profundidad de las mismas intervienen en la diferenciación de las capas del suelo. Las máquinas y aperos empleados para efectuar estas labores mullen o comprimen el suelo a distinta profundidad: las ruedas de las máquinas comprimen la superficie, mientras que los distintos tipos de arados mullen la tierra en una zona mas o menos grueza, pero el paso sucesivo de algunos de ellos a la misma profundidad origina una zona de suelo comprimido a esta profundidad.

5.1.1.4

Topografía

La topografía ejerce una notable influencia en la formación del suelo, como consecuencia de los movimientos del agua que se originan en el interior del suelo como la superficie. De un modo general se puede asegurar que la diversidad de suelos a escala regional es debida a la influencia del clima, mientras que esta diversidad a escala local es controlada por el relieve.

Una parte del agua que cae sobre la ladera escurre por la superficie y se infiltra por el terreno en otro sitio distinto a donde cae. Cuando mayor es la inclinación de la ladera mayor es la escorrentía, lo que da lugar a un suelo más seco, con menor vegetación y, en consecuencia, con menor contenido de materia orgánica. Además, el agua arrastra el suelo de las laderas y la deposita en las zonas bajas.

Los arrastres de suelo superficial ocasionan también una pérdida de materia orgánica, que va a enriquecer el suelo en las zonas bajas. Por esta causa, los suelos de las laderas con pendientes inclinadas tienen colores más claros que los de las zonas bajas.

Para una misma zona climática y análoga roca originaria, las laderas muy inclinadas tienen horizontes A, E y B muy delgados a causa del escaso movimiento de agua a 43

través de su perfil y de la excesiva escorrentía, que origina una erosión muy acelerada. Los suelos de laderas con pendientes más suaves almacenan más agua en su interior, la vegetación es más abundante y la erosión menos intensa, lo que da lugar a perfiles más profundos. Las zonas bajas reciben el agua de las zonas circundantes, lo que favorece la vegetación y la producción de materia orgánica; la descomposición de los residuos vegetales es lenta, lo que origina una acumulación de materia orgánica. Si el agua permanece estancada la mayor parte del año se desarrolla suelos orgánicos.

5.1.1.5 Tiempo.

A medida que avanza la edafización, se aprecia que el suelo adquiere, con el transcurso del tiempo, características que el son conferidas por el medio en que se desarrollan denominándose “características adquiridas”, para diferenciarlas de las que se deben a la roca originaria que se conoce como “características heredadas”.

Entre las características heredadas se tiene: cuarzo, micas, feldespatos y color.

Entre las características adquiridas se tiene: las debidas al clima, a la vegetación, formación del perfil, granulación, presencia de óxidos de hierro y aluminio, formación de arcilla, acumulación de materia orgánica, sales solubles y deficiencias de drenaje.

Según el grado de desarrollo del perfil, los suelos se clasifican e jóvenes, maduros y viejos.

Un suelo joven está formado por un material parental más o menos disgregado, sin diferenciación de horizontes y con ligero escurrimiento de la parte más superficial, que indica el comienzo de la formación del horizonte A. Algunos suelos se mantienen jóvenes perpetuamente, debido a un aporte continuo de material sedimentario, a una erosión rápida o a un material parental muy resistente a la edafización. Salvo en el último caso, los suelos jóvenes suelen ser fértiles. En otros términos un suelo joven posee mayores características heredadas que las adquiridas.

En un suelo maduro, los horizontes del perfil están claramente diferenciados y se ha llegado a una situación estacionaria, de tal forma que la cantidad de material parental transformado en suelo es aproximadamente igual a la cantidad perdida por erosión, lavado y otras causas. La fertilidad de estos suelos se mantiene a un nivel medio, gracias a la meteorización del material parental. En otros términos un suelo maduro posee características heredadas más o menos iguales a las adquiridas.

Un suelo viejo tiene escasa fertilidad, debido a que no hay aporte de material parental, a desaparecido la mayor parte de los nutrimentos liberados en estos procesos. Además, en el horizonte B se ha acumulado una gran cantidad de arcilla que dificulta la aireación, los movimientos del agua y la penetración de las raíces.

En otros términos un suelo viejo posee características heredadas menores que las adquiridas.

Las actividades geológicas, con levantamientos y hundimientos de terrenos, 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 erosión o son enterrados en el mismo lugar por procesos de 44

sedimentación. Entonces comienza de nuevo la formación del suelo con el material situado en la superficie.

5.2 Procesos de formación del suelo Los procesos de formación del suelo son de carácter físico referidos en términos de expansión, contracción, congelación y presión; de carácter químico en términos de hidratación, oxidación, carbonatación, hidrólisis y solución; y, de carácter biológico en términos de acción de algas, hongos, líquenes, bacterias, raíces y muchos otros.

5.2.1 Procesos Físicos  Estáticos Acción de la temperatura Las variaciones de la temperatura influencian grandemente la desintegración de las rocas mediante la acción del calentamiento y enfriamiento entre el día y la noche, este efecto es debido a la diferencia que hay entre los coeficientes de expansión y contracción de los minerales que constituyen las rocas. En las rocas de homogénea constitución mineralógica, el coeficiente de dilatación es igual en toda su masa limitando el efecto de desintegración; sin embargo, esta mayor capacidad calorífica, hace que las capas superficiales se calienten rápidamente, dilatándose más que las capas profundas, estableciéndose presiones laterales que pueden causar una exfoliación de la superficie de roca.

Acción de la temperatura combinada con el agua Este agente actúa al congelarse el agua contenida en las hendiduras de las rocas, ejerciendo una elevada presión como resultado de la expansión del agua al convertirse en hielo, con lo cual aumenta su volumen en un 10% y se origina una presión aproximada de 150 Kg/cm 2, haciendo estallar la roca en pedazos y fragmentos pequeños. Esta acción ocurre especialmente a pequeñas profundidades y no se limita únicamente a las grandes rocas, si no que continua actuando sobre porciones cada vez más pequeñas, residiendo su importancia n o solamente en la intensidad de la fuerza que produce sino que también en la inmensa superficie sobre la que actúa. Este proceso, de importancia en las zonas polares y templadas, es de mínima significancia en la formación de los suelos de nuestro país, a excepción de los que se encuentran a más de 4 000 msnm.  Dinámicos Influencia del agua Su influencia es distinta según se trate de movimientos horizontales y verticales.

En el caso de movimientos horizontales, las corrientes de agua socavan el fondo de los causes, además al llevar en su interior materiales que al chocar y rozar con el de las orillas, contribuyen en gran medida a la desintegración, en la cual no solamente es afectado el material fino, si no también el material que arrastra. En los movimientos verticales las gotas de agua chocan con las rocas y suelo, logrando 45

movilizar partículas de variado tamaño hasta 1.20 m de diámetro del sitio de impacto. Por otro lado los movimientos verticales se consideran a través del perfil lo cual ocurre en suelos de avanzado estado de edafización, con el consiguiente arrastre de sustancias disueltas y en suspensión.

Influencia del hielo Es notoria en las zonas polares, zonas templadas y altas montañas. Sus efectos se deben al desplazamiento de enormes masas de hielo desde los sitios elevados, provocando una pulverización del cause por el que desliza, y la desintegración debida al roce de los fragmentos de la roca que llevan en su interior.

Influencia del viento El efecto se debe al transporte y choque del material, disgregándose en partículas más pequeñas cuando mayor sea la velocidad del viento. En las zonas secas generalmente las partículas más grandes y de mayor densidad son depositados primero y los materiales finos y de menor densidad después, ocasionando en este segundo caso un mayor daño agrícola.

5.2.2 Procesos Químicos Los procesos químicos cambian la identidad original de las sustancias y producen otras nuevas con distintas propiedades físicas y químicas. Al estudiar en primer término los procesos físicos, no quiere decir que éstos se sucedan primero, pues puede haber una acción simultánea con los procesos químicos. El agente edafizante más importante es el agua, su efecto es más intenso al aumentar su contenido en ácidos o bases, y aún más cuando se hace presente una mayor temperatura.

Hidrólisis.- Es la acción de los minerales con los iones H + y OH- del HOH. Esta forma de edafización es la más importante y afecta de manera especial a los silicatos. Por ejemplo la ortoclasa al reaccionar con los iones H+ y OH - del agua forma un ácido débil el metasilisico y una base fuerte el KOH. Hidratación.- Es la combinación de una sal o un mineral con el agua para formar compuestos hidratados. La hematina, cuyo color es rojo se hidrata en limonita de color amarillo.

Deshidratación.- Es el proceso reversible a la hidratación. En períodos de sequía la limonita se deshidrata, pierde agua y se convierte en hematina.

Los cambios de rojo a amarillo o viceversa que se observan en todas las regiones de nuestro país se deben en gran medida a estas reacciones químicas.

Oxidación.- Este proceso ocurre en la descomposición de las rocas y minerales, sobre todo en aquellas que contienen Fe o Mn, las cuales las cuáles son fácilmente oxidables. Estos elementos forman en su grado máximo de oxidación, sulfatos y carbonatos, ferrosos y manganosos, es bastante rápido con la presencia de O 2. El proceso es mucho mayor y más acelerado en condiciones de alta temperatura y 46

humedad. El caso más común ocurre al producirse la hidrólisis del olivino con remoción de óxido ferroso el cual rápidamente es oxidado en hematina.

Reducción.- Este proceso es contrario a la oxidación. Se refiere a la remoción de oxígeno, y se efectúa en condiciones anaeróbicas, o sea en ausencia de oxígeno.

El proceso es más notorio a mayor profundidad del perfil.

El gas sulfuro de hidrógeno, reduce los óxidos de hierro, y forma el mineral pirita en suelos y subsuelos por condiciones anaeróbicas.

Carbonatación.- Es la reacción de un mineral con el ácido carbónico, producto de la relación del CO2 con el HOH, y dando como resultado bicarbonatos solubles. En la reacción están incluidos ácidos inorgánicos. Ejemplo de esto es la reacción de la calcita con el ácido carbónico. El CO2 reacciona también en forma directa con el KOH o Ca (OH)2 para formar carbonato de potasio y bicarbonato de calcio.

Disolución.- Es la acción disolvente del agua, del CO2, de los ácidos minerales como nitrosos (NO2H), sulfúrico (SO4H2), sulfuroso (SO3H2), fosfórico (PO4H3) y ácidos orgánicos, sobre los metales alcalinos como Na y K o alcalinotérreos como Ca y Mg que son rápidamente solubles, y sobre los de solubilidad lenta como el Fe, Si y Al. En todos los casos luego de la disolución, los minerales son arrastrados alrededor y a través de las rocas.

5.2.3 Procesos Biológicos Acción de las plantas inferiores Los hongos, algas y líquenes, se adhieren a la superficie de las rocas, penetran en las grietas y descomponen paulatinamente las rocas a través de la extracción de nutrimentos de absorción de Si de excreción de H+ y ácidos orgánicos formadores de complejos de Al y fe solubles. Además recogen en su masa esponjosa gran cantidad de polvo y conjuntamente con sus cuerpos al morir dejan un elevado contenido de materia orgánica.

Acción de las plantas superiores Las plantas superiores ayudan a la edafización a través de su absorción de elementos nutritivos y de la enorme presión radical en las grietas de las rocas. Los elementos absorbidos como el K+, Ca++, Mg++, son reemplazados por el H + en los minerales, los que debido a este proceso se vuelven menos estables. Además al morir las plantas y descomponerse, permiten que por las grietas filtren libremente el aire y el agua, forzándose su efecto edafizante aun más con el CO2.

Acción de los animales Son las lombrices los organismos animales que mayor importancia tienen en la edafización por ejercer una acción física y química. En el primer caso se tiene la 47

construcción de galerías a un metro y medio de profundidad, contribuyendo de esta manera a la circulación del aire y el agua. En el segundo caso transportan a la superficie elementos finos y transformados, depositándolo en forma de una capa de compost. En un terreno húmedo y con buen contenido de materia orgánica, pueden existir 370 000 lombrices/ha, que en un año sacan a la superficie de 24 a 30 t/ha de materiales pétreos finamente triturados. Acción similar realizan las hormigas, además los insectos, ratas, ratones y animales de diferentes tamaños conjuntamente con las lombrices y hormigas, ejercen algunas acciones edafizantes a mas de que al morir incorporan al suelo sus cuerpos y con ello cantidades variables de materia orgánica.

Acción del hombre Generalmente la acción del hombre tiene un efecto negativo en la edafización del suelo puesto que facilita la erosión aún cuando la acción no sea directamente sobre él, sino que es suficiente que tale un bosque para que el agua arrastre la capa superior del suelo. La acción del hombre además de originar la erosión tiende a producir alteraciones en la composición física, química y biológica del suelo mediante el arado, aplicación de fertilizantes, enmiendas productos fitosanitarios, riegos, plantación de cultivos continuados y otros.

5.2.4 Características que afectan la Edafización  Características climáticas La precipitación y la temperatura determinan marcadamente la naturaleza, la intensidad y la velocidad de destrucción de las rocas madres.

En presencia de escasa lluvia predomina la edafización física y al química es lenta.

Y con gran precipitación predomina la edafización química aceleradamente, ejemplo de esto son los suelos de nuestro país en las zonas húmedas tropicales en donde existen abundancia de hidróxidos de Fe y Al altamente resistentes.

Además, las condiciones climáticas determinan el tipo de vegetación que influye en los procesos biológicos.  Características físicas de los minerales El tamaño de las partículas, su dureza y el grado de cementación son las características físicas más importantes que influyen en la edafización.

En general la descomposición de los minerales es mayor cuando menor sea el tamaño de las partículas debido a que presenta mayor área superficial.

48

La dureza y la cementación influencian la edafización, principalmente por su efecto sobre el grado de desintegración. Así una cuarcita densa o una arenisca cementada finalmente, resistirán la rotura mecánica y presentará menor área superficial para la actividad química, en relación con las rocas volcánicas porosas o rocas calizas, que se edafizan fácilmente en finas partículas por presentar mayor superficie de ataque.  Características físicas de los minerales La composición química y estructura de cristalización son propiedades que deterioran la estabilidad de los minerales. Los sulfatos, carbonatos y cloruros son minerales inestables dada su alta solubilidad en tanto que los silicatos son menos solubles.

5.2.5 Origen y Clasificación del Material Madre El material madre u originario para la formación del suelo se lo obtiene a partir de las rocas que han sido sometidas a procesos físicos, químicos y biológicos.

El material originario así obtenido, puede descansar en su posición original, o puede ser removido o transportado a nuevas posiciones por fuerzas mecánicas de la naturaleza. Según esto suceda se designan os grupos de material medre:

Cuadro 1: Formación de los diferentes grupos de material madre, su transporte y deposición.

En el lugar de Residuales origen Formaciones Sedimentarias

Acción de gravedad Por acción agua

Formaciones transporte

de

la Coluviales

del Marinas

Aluviales

Llanuras inundación Terrazas Deltas Conos aluviales

Lacustres Por acción hielo Por acción viento

del Glaciares del Eólicos

49

de

Las formaciones sedentarias son aquellas que se encuentran en su lugar de origen.

En estas formaciones el horizonte C corresponde a dos sub horizontes, el C2 que es la roca primitiva que se encuentra desintegrada con hendiduras más o menos profundas y fisuras que disminuyen con la profundidad, y C1 que sigue siendo la roca primitiva pero ya dividida en rocas de menor tamaño. El horizonte B se encuentra constituido por fragmentos aun más pequeños, con aristas redondas y material muy fino que sirve de unión entre las partículas. El horizonte E muestra una concentración de fracciones de arena y limo con elevada proporción de minerales resistentes, resulta de una pérdida de arcilla, hierro y aluminio o alguna combinación de estos. El horizonte A, fase orgánica, denominada así porque ya puede dar lugar a actividades agrícolas sus aglomerados tienden a desaparecer y las partículas finas aumentan enormemente, el color se oscurece progresivamente hacia la superficie debido al incremento de materia orgánica. Claro está que esto no siempre sucede puesto que, influye en su formación la diferente naturaleza de roca originaria, clima, relieve, tiempo y organismo.

En las formaciones de transporte el horizonte C, en su parte superior no presenta mayor desintegración, pudiendo observar grietas y hendiduras. El horizonte b, se caracteriza por su homogeneidad a través de todo su espesor o no existe. Los horizontes E y A, tienen su composición física semejante al interior, pero un tanto más oscuro debido a la presencia de materia orgánica. En las formaciones de transporte de nuestro país usualmente no se encuentra presente el horizonte B, sino el horizonte A descasando en el horizonte C.

 Formaciones sedentarias residuales Son las formadas y desarrolladas en el lugar y que han sufrido poco transporte. En una región de clima cálido y húmedo el material sedentario residual tiende a ser complemente oxidado y bien lavado, por lo tanto es bajo en contenido de calcio, aunque el suelo provenga de materiales calizos, como resultado se tiene suelos de color rojo, amarillo o amarillo – rojizo, esto se aprecia en extensas zonas de suelos de la Amazonía, costa y algunos sitios de la sierra de nuestro país. En regiones frías y especialmente secas, la oxidación e hidratación del hierro es difícil de distinguirla y la cantidad de calcio es alta debido al poco o ningún lavaje del suelo.  Formaciones sedentarias coluviales Son las formadas mayormente por la acción de la gravedad se encuentran en las zonas montañosas en donde las rocas se mueven de sus asentamientos, donde se producen corrimientos de tierras, o a consecuencia de la edafización. No son de importancia en la formación del suelo. El material originario desarrollado de las acumulaciones coluviales es generalmente pedregoso, aristado o redondeado, dependiendo esta última característica de la distancia a que han sido transportadas.  Formaciones de transporte aluviales Llanuras de inundación.- Se forman cuando una corriente de agua que discurre suavemente serpentea de un lado a otro en curvas variables depositando material 50

en la parte interior de las curvas y cortando las márgenes opuestas. Este estado meandroso aumenta naturalmente la probabilidad de desbordamiento a tal extremo que corta la margen opuesta de la curva y se forma aisladamente la llanura de inundación. Este tipo de formación da origen a suelos muy fértiles.

Terrazas.- Debido a una variación de la pendiente, una corriente de agua puede cortar los depósitos aluviales dejando terrazas en una o ambas márgenes, en algunos valles pueden notarse dos y hasta tres terrazas de distinta altura, lo cual marca los niveles alcanzados por el agua. Las terrazas usualmente se forman en lugares que no están sometidos a inundaciones periódicas. Los suelos de este tipo de formación contienen un elevado porcentaje de materia orgánica, por lo que son muy fértiles.

Deltas.- Un delta se forma por el depósito de materiales sedimentarios finos en la desembocadura de un río. Toma su nombre de la letra griega delta, debido a su forma triangular. Cuando el río ha dejado de depositar sus sedimentos, da lugar a la formación de suelos fértiles.

Conos aluviales.- Cuando las corrientes de agua descienden de las tierras altas y bruscamente se topan con un cambio de gradiente, los materiales arrastrados son depositados en esta superficie de poca gradiente dando lugar a un cono aluvial, llamado así por la forma de cono adquirida. Los materiales generalmente son de grava y piedra porosos bien drenados, que manejados adecuadamente permiten obtener aceptables cosechas. Suelen formarse en extensas áreas de regiones áridas y semiáridas que tienen períodos cortos de gran lluvia.  Formaciones de transportes marinos La mayor parte del sedimento acarreado por la corriente de agua es eventualmente depositado en los océanos, mares y golfos. Los sedimentos gruesos se sedimentan primero y las partículas finas a cierta distancia. El continúo batir de las olas y la acción de la marea contribuye al desprendimiento de cantidades considerables de residuos provenientes de las orillas. Todos estos depósitos han sido levantados hacia arriba del nivel del mar con variable topografía, profundidad y textura debido al movimiento de la compensación hipostática. Los depósitos marinos han sido desgastados y triturados por una cantidad de agentes, así se tiene que la edafización y la erosión son prolongados para poner los materiales en suspensión y someterlos a la acción clasificadora y disolvente de las corrientes de agua; luego el sedimento es sumergido en el océano y estratificado, para posteriormente ser expuesta sobre el nivel del mar y sometido a la acción de la edafización.  Formaciones de transporte lacustre Los materiales trasportados por erosión de los suelos altos circundantes y depositados en lagos, a más de la acumulación de los materiales que rodean el lago, luego que se ha eliminado el lago, la capa freática es elevada y para ser cultivados se requiere previamente drenarlos. Los suelos formados en estas condiciones son muy fértiles debido a su elevado contenido de materia orgánica.  Formaciones de transporte glaciales 51

Son originados por los materiales transportados por el hielo en su continuo movimiento, los productos resultantes son arcillas, arenas, piedras e incluso bloques de varios metros de diámetro. Este tipo de formación no es de significación en nuestro país.  Formaciones de transporte Eólicas Son originadas por el transporte de materiales finos de un suelo generalmente desprovisto de vegetación por acción del viento dando lugar a la formación de dunas y loes.

Dunas.- Se forman por la presencia de partículas grandes como las arenas de gran densidad en lugares planos y desérticos afectados por vientos fuertes. Forman líneas perpendiculares al viento, por lo que la cara en que actúa este es de menor pendiente que la opuesta.

Loes.- Se forman por la presencia de partículas finas como los limos de poca densidad y una proporción relativamente elevada de materia orgánica en cuyo caso son de color oscuro, y en caso contrario adquieren un color pardo amarillento.

Suelo.- El concepto de suelo a través de la historia ha sido enunciado de varias formas. Empedocles, 400 a. C., definió al suelo como la materia básica del Universo. Cato 200 a. C., Interpretó al suelo como un medio de crecimiento de plantas y la producción de alimentos. Cuando la geología se estableció como ciencia en el siglo XIX el suelo fue considerado como rocas descompuestas por meteorización. Vasitii Vasielevich Duchuchaiev (1846 - 1903), consideró al suelo como un cuerpo natural e independiente cada uno con morfología propia como resultado de la acción combinada de la roca originaria, clima, organismos vivos, topografía, y tiempo. Posteriormente se consideró al suelo como un cuerpo natural, de naturaleza bioquímica modificado por la edafización. Todos los conceptos hasta aquí vertidos no indican nada sobre su utilización práctica por lo que el concepto de suelo se define así: “Edafológicamente el suelo es un sistema natural desarrollado a partir de una mezcla de minerales y restos orgánicos bajo la influencia del clima y los organismos; se diferencia en horizontes y suministra, en parte, los nutrimentos y el sostén que necesitan las plantas, al contener cantidades apropiadas de agua y aire”.

6.

RESUMEN

Los organismos vivos tienen una marcada influencia en el desarrollo del perfil del suelo: los vegetales superiores producen materia orgánica, los microorganismos descomponen la materia orgánica que se incorpora al suelo y los pequeños animales que viven en el mismo (lombrices, insectos, hormigas y otros), son eficaces agentes de meteorización y de mezcla de partículas de suelo.

Entre los vegetales superiores hay que diferenciar entre los árboles y la vegetación herbácea. La mayoría de las hierbas son anuales y los residuos de las partes 52

aéreas se acumulan en la superficie, mientras que la mayor parte de las raíces se acumulan en la capa superficial. Por esta causa, el horizonte A de los suelos de praderas suelen ser ricos en materia orgánica. Por otra parte como la hierba prospera en climas áridos, el lavado de los suelos en estas regiones no es muy importante.

Los árboles tienen abundantes raíces profundas, pero la calidad de materia orgánica que aportan anualmente estas raíces es menos importante, que la suministrada por las raíces de la vegetación herbácea. En suelos forestales, la mayor parte de la materia orgánica proviene del compost, formado por restos de hojas y ramas, que se concentra en unos pocos centímetros de la parte más superficial del horizonte A. La hierba prospera en clima seco, mientras que en clima húmedo favorece la vegetación forestal. Por eso, el lavado es más intenso en las praderas que en los bosques.

Las labores que el hombre ejecuta en el suelo y la profundidad de las mismas intervienen en la diferenciación de las capas del suelo. Las máquinas y aperos empleados para efectuar estas labores mullen o comprimen el suelo a distinta profundidad: las ruedas de las máquinas comprimen la superficie, mientras que los distintos tipos de arados mullen la tierra en una zona mas o menos grueza, pero el paso sucesivo de algunos de ellos a la misma profundidad origina una zona de suelo comprimido a esta profundidad.

7.

GLOSARIO

Arcilla:

Partículas de suelo de tamaño microscópico que permiten un gran almacenamiento de agua por adherencia.

Calicata:

Excavación que se efectúa para determinar la presencia de minerales o para conocer la naturaleza del subsuelo.

Hidrología:

Área de las cuenca, evaporación, coeficiente de escorrentía, balance hídrico, temperatura, suspensión de sólidos y eurotrofización.

Lixiviación:

Proceso mediante el cual se elimina los nutrientes del suelo por acción del agua.

Nutriente:

Aquella sustancia alimenticia que proporciona energía o materiales para el crecimiento. Oligoelementos, carbono, vitaminas etc.

Quelatos:

Compuestos orgánicos complejos, formados por iones metálicos que logran mantener un elemento soluble y sin toxicidad.

Pradera:

Biomasa terrestre propia del clima continental de latitud media. La precipitación se equilibra con la transpiración de las plantas. La vegetación es hierba alta como un césped continuo y sin árboles.

53

Oxidación: Reciclaje:

Pérdida de electrones por parte de una especie química.

Procedimiento que consiste en someter una materia a un determinado proceso para que pueda utilizarse de nuevo.

Recurso suelo:

Son tierras continentales e insulares aptas para la agricultura, la ganadería, la forestación, de reservas naturales, áreas protegidas, asentamientos humanos, entre otros.

UNIDAD No. 3: MANEJO DE LA MATERIA ORGÁNICA 54

1. JUSTIFICACIÓN La materia orgánica del suelo, comúnmente llamada humus, se deriva principalmente de residuos vegetales, pero también forman parte de ella los excrementos y despojos de animales.

Durante la descomposición de la materia orgánica en el suelo, se liberan poco a poco los nutrimentos y cambian a formas aprovechables para las plantas.

A medida que la materia orgánica se descompone, se producen cantidades considerables de bióxido de carbono y ciertos ácidos orgánicos.

El bióxido de carbono se disuelve en el agua del suelo, se forma el ácido carbónico y junto con otros ácidos ayuda a transformar en solubles a los minerales del suelo que proporcionan los nutrimentos para las plantas.

El ritmo de descomposición de la materia orgánica depende en gran parte de la temperatura atmosférica, del régimen de lluvias, de la humedad ambiental y de las condiciones del suelo, descomposición que es más rápida en las regiones tropicales que en las templadas.

55

El humus propiamente dicho, una masa oscura de material variable en su composición pero relativamente estable, es aquella parte de la materia orgánica del suelo que ha perdido sus propiedades primitivas por descomposición.

Aun cuando los compuestos orgánicos del humus se descomponen con mayor lentitud que los residuos frescos y animales, los nutrimentos como nitrógeno, fósforo, calcio, magnesio, azufre y pequeñas cantidades de potasio, que se hallan en estos compuestos, se hacen asimilables por las plantas a consecuencia de las reacciones químicas y biológicas del suelo.

2.

PROBLEMATIZACIÓN

Los materiales orgánicos experimentan cambios en el suelo, motivados por procesos físicos o químicos, oxidaciones o hidrólisis, e incluso acciones enzimáticas oxidativas. Sin embargo ninguno de ellos, ni todos en conjunto, pueden llevar a cabo la humificación en ausencia de microorganismos.

Todos los residuos animales y vegetales no sufren una mineralización rápida ni completa, sino que modificados por los microorganismo del suelo forman complejos pardos y negros muy resistentes que constituyen el humus.

De acuerdo con ello, el humus es un material complejo, amorfo y de naturaleza coloidal, que surge de los residuos vegetales modificados y del tejido microbiano sintetizado. La caracterización del humus dista mucho de estar completa y, todos los conceptos sobre el proceso de formación son especulativos.

Luego de la destrucción mecánica y física de los restos vegetales y animales se produce el ataque por microorganismos que a base de sus jugos digestivos y enzimas llevan a la destrucción de los compuestos orgánicos y a la liberación de los minerales.

3. DESCRIPCIÓN DEL PRODUCTO ESPERADO Luego del estudio de la unidad, los participantes en el curso deberán realizar una investigación que les permita descubrir la importancia del manejo de la materia orgánica, explicando su origen y las ventajas de su desarrollo y aplicación en las actividades agrícolas.

4. COMPETENCIAS Y ACTITUDES Después de estudiar la unidad, los participantes habrán desarrollado una sensibilidad que les permita valorar la materia orgánica en general y la forma de su aplicación en las actividades agrícolas en particular, habrán desarrollado además la capacidad para relacionar los principios del manejo de la materia orgánica y mejoramiento de la aplicación de la producción orgánica, como contribución al desarrollo de la provincia de Loja y el país en general.

5. DESARROLLO DEL CONTENIDO 56

5.1.

MANEJO DE LA MATERIA ORGÁNICA

Generalidades La materia orgánica del suelo, comúnmente llamada humus, se deriva principalmente de residuos vegetales, pero también forman parte de ella los excrementos y despojos de animales.

Durante la descomposición de la materia orgánica en el suelo, se liberan poco a poco los nutrimentos y cambian a formas aprovechables para las plantas.

A medida que la materia orgánica se descompone, se producen cantidades considerables de bióxido de carbono y ciertos ácidos orgánicos.

El bióxido de carbono se disuelve en el agua del suelo, se forma el ácido carbónico y junto con otros ácidos ayuda a transformar en solubles a los minerales del suelo que proporcionan los nutrimentos para las plantas.

El ritmo de descomposición de la materia orgánica depende en gran parte de la temperatura atmosférica, del régimen de lluvias, de la humedad ambiental y de las condiciones del suelo, descomposición que es más rápida en las regiones tropicales que en las templadas.

El humus propiamente dicho, una masa oscura de material variable en su composición pero relativamente estable, es aquella parte de la materia orgánica del suelo que ha perdido sus propiedades primitivas por descomposición.

Aun cuando los compuestos orgánicos del humus se descomponen con mayor lentitud que los residuos frescos y animales, los nutrimentos como nitrógeno, fósforo, calcio, magnesio, azufre y pequeñas cantidades de potasio, que se hallan en estos compuestos, se hacen asimilables por las plantas a consecuencia de las reacciones químicas y biológicas del suelo.

5.1.1 Descomposición de la materia orgánica.  Formación del Humus Los materiales orgánicos experimentan cambios en el suelo, motivados por procesos físicos o químicos, oxidaciones o hidrólisis, e incluso acciones enzimáticas oxidativas. Sin embargo ninguno de ellos, ni todos en conjunto, pueden llevar a cabo la humificación en ausencia de microorganismos.

Todos los residuos animales y vegetales no sufren una mineralización rápida ni completa, sino que modificados por los microorganismo del suelo forman complejos pardos y negros muy resistentes que constituyen el humus.

De acuerdo con ello, el humus es un material complejo, amorfo y de naturaleza coloidal, que surge de los residuos vegetales modificados y del tejido microbiano sintetizado. La caracterización del humus dista mucho de estar completa y, todos los conceptos sobre el proceso de formación son especulativos.

57

 Proceso de Amonificación Luego de la destrucción mecánica y física de los restos vegetales y animales se produce el ataque por microorganismos que a base de sus jugos digestivos y enzimas llevan a la destrucción de los compuestos orgánicos y a la liberación de los minerales.

Dentro del proceso de mineralización y a través de la amonificación, las proteínas, ácidos nucleicos y otros se descomponen en aminoácidos, mismos que pueden ser:     

Metabolizados por los microorganismos, Adsorbidos por las arcillas formando complejos órgano-minerales, Incorporados en la función de humees, Utilizados por las plantas; y, Mineralizados hasta transformarse en amonio

El amonio, resultante de la amonificación puede ser:      

Absorbido por las plantas, Adsorbido por minerales arcillosos o por la materia orgánica.

Fijado por arcillas 2:1 no expansibles mayormente, Inmovilizado por microorganismos.

Lixiviado a través del suelo; y, Oxidado hasta el nivel de nitratos (nitrificación)

La mineralización de los derivados de la lignina es más lenta y complicada. En este aspecto los conocimientos son aún muy escasos.  Proceso de Humificación.

Se basa en la síntesis o resíntesis de los productos de mineralización. polimerización lleva ácidos húmicos y derivados de gran tamaño molecular.

Esta

Durante los procesos de humificación se forman en el suelo productos definidos, estables, de color oscuro denominados ácidos húmicos.

Los ácidos húmicos son substancias que confieren al suelo características determinadas a través de sus propiedades específicas de formación de agregados, adsorción de nutrimentos, color, retención de agua y otros.

El criterio más general es que las moléculas húmicas son productos de condensación de compuestos de tipo fenol con aminoácidos y proteínas.

Recientes investigaciones al aclarado el mecanismo de la condensación: los polifenoles son previamente oxidados a quinonas que poseen una alta reactividad química. Esta oxidación se verifica en el suelo preferentemente por vía bioquímica, a través de fenoloxidasas producidas por muchos grupos de microorgansimos.

58

5.1.2

Origen de las Substancias Húmicas

La información obtenida durante más de doscientos años de investigación científica se resume así:  Composición elemental, carbono 45 a 60%, oxígeno 30 a 48%, nitrógeno 2 a 6% e hidrógeno 5%.  Naturaleza ácida que produce aminoácidos, lo que indica la presencia de nitrógeno debidamente ligado; y,  No es posible representar adecuadamente al humus con una fórmula estructural específica, ni siquiera para cada uno de los grupos de substancias húmicas.

5.2.1.1

El Papel del Humus en el Suelo

El mantenimiento del contendido de humus en el suelo a un nivel conveniente es esencial para la conservación de la fertilidad de éste. En suelos cultivados el contenido de humus varía de 1 a 3%.

La acción del humus en el suelo se debe a la acción de productos transitorios formados durante la transformación de la materia orgánica en humus.

De esta manera, el humus ejerce una acción favorable sobre las propiedades del suelo así:  Mejora las propiedades físicas del suelo, al ejercer una acción favorable sobre la estructura, la cual permite una buena circulación del agua, el aire y de las raíces. Se tiene una mejor permeabilidad. Mayor capacidad de retención de agua. Menor cohesión. Menor densidad y menos sensible a la sequía, que en conjunto protege al suelo contra la erosión.  Regula y estimula la nutrición mineral, porque aumenta la capacidad de intercambio de cationes. Con la arcilla constituye la parte fundamental del complejo adsorbente, regulador de la nutrición mineral de la planta. Bajo la acción de los microorganismos, se mineraliza poco a poco, liberando en mayor o en menor cantidad los macro, micro y ultramicronutrientes que las plantas requieran para vivir, esto es Nitrógeno, Fósforo, Potasio, Calcio, Magnesio, Azufre, Boro, Cloro, Manganeso, Hierro, cobre, Zinc, y Molibdeno, así como otros elementos benéficos como Silicio, Sodio, Aluminio, Yodo, bromo y Cobalto.

En presencia del humus, la planta absorbe de la solución suelo, mayor nutrimentos de los fertilizantes, lo cual significa lograr mayor eficiencia de éstos. 



Aumenta la actividad biológica del suelo, porque sirve de alimento, a una multitud de microorganismos y lombrices que hacen del suelo un ser vivo.

El humus es verdaderamente el fundamento de la actividad microbiológica del suelo.

Fisiológicamente, estimula el desarrollo metabólico de la planta, por la intensificación de la absorción de CO2: Los grupos fenólicos de las substancias húmicas actúan sobre los procesos respiratorios. Los grupos 59



quinona, aumentan la permeabilidad celular, acelerando el paso de los nutrimentos; y, Elevar la capacidad de producción del suelo, por cuanto mejora las propiedades físicas, químicas, biológicas y de fertilidad del mismo.

5.2 Compost Es el humus producido a través de la descomposición de la materia orgánica. Al compost se lo conoce como: Mantillo, compuesto, composting, tierra orgánica y otros.

El compost se creó mucho antes de que el hombre caminara sobre la tierra. Este maravilloso proceso continúa y muchas veces lo podemos ver a nuestro alrededor.

Las hojas que cubren el bosque se comportan. Los pastos de las praderas se comportan. Los estiércoles, y otros desperdicios se comportan. Las bacterias, las algas, hongos, actinomicetos y otros seres vivos se comportan.

Cuando se fabrica compost, lo único que se realiza, es repetir una versión intensificada de lo que realiza la naturaleza.

Los materiales utilizados para hacer compost, son de origen animal y vegetal. Entre los principales se indican, los desperdicios de cocina, las malezas y otros. Las industrias son otra fuente de material utilizado para este proceso. En fin, son innumerables los materiales, pero se mencionan la más accesible y de fácil disponibilidad en nuestro medio.  Basura, material de desperdicio animal o vegetal, es particularmente rica en nitrógeno y otros nutrimentos. Puede mezclarse con aserrín o viruta para su mejor manejo,  Cáscara de café o cacao, material que tiene hasta 2 % de nitrógeno total, preserva bien la humanidad y se descompone fácilmente,  Pastos y malezas, cortadas frescas tienen un valor nutritivo mayor, especialmente en nitrógeno total y se descomponen fácilmente, especial mente cuando se mezclan con estiércol,  Estiércol, de diferentes especies de animales, posee especialmente fósforo y una gran población de bacterias, lo que contribuye enormemente a la descomposición de todos los materiales,  Hojas de árboles y residuos vegetales secos, suministran grandes cantidades de materia orgánica fibrosa, lo cual permitirá mejorar la estructura del suelo cuando se aplique el compost, además son fuente importante de micro y macro nutrimentos,  Banano, la planta en su totalidad excepto la fruta, luego de picarse, proporciona abundante cantidad de materia orgánica de fácil descomposición,  Aserrín, viruta y cáscara de arroz, son productos difíciles de descomponer, pero útiles para que el proceso de descomposición no sea rápido y total.  Pajas de poacias y familiares similares, proporcionan poco valor nutritivo, pero son útiles porque aumentan el volumen de la pila en materia orgánica.

60

 Cal y ceniza, controlan el pH del suelo y mejorar las condiciones para una mayor cantidad microbiana, que descomponen todos los productos orgánicos ; y,  Fertilizantes inorgánicos, como nitrógeno y fósforo , son fuente de energía para los microorganismos, permitiendo un proceso sostenido y descomposición de todos los productos orgánicos  Todos los materiales antes indicados que se utilizan para fabricación de compost, deben clasificarse de acuerdo a su aporte así:  Materia carbonatada (celulosa, lignina, azucares).  Taralla de maíz, bagazo de caña de azúcar, de hierbas y malezas secas, tamo de Maní, fréjol, arroz, zarandaja, trigo, cebada, centeno, soya y otros.

5.2.1 Materia Nitrogenada Estiércol de animales como bovino, caprino, equino, cuícola, perruno, gatuno, avícola; y, humano, hierba tierna de pastos y malezas, hojas y vainas tiernas de leguminosas como fréjol, alfalfa, faique, algarrobo, zarandaja, lenteja, soya, haba, arveja, chocho y otros; y, 5.2.2 Materia Mineral Carbonato, óxido e hidróxido de calcio y magnesio, cenizas de diferentes procedencias y polvo de huesos de animales.

5.2.3. Procesos Inherentes al compost En la elaboración del compost, intervienen una serie de micro y macroorganismos que se resumen así:  Microflora, como bacterias, actinomicetos, hongos, mohos, levaduras, algas y virus.  Micro fauna, como protozoarios.  Microflora, como hongos; (macro – funji); y,  Macro fauna, como gorgojos, hormigas, termitas, milípedes, ciempiés, arañas, cochinillas, escarabajos, gusanos, lombrices, ratas, ratones y otros.

La transformación de materia orgánica en compost, incluye una serie de transformaciones debidas a varios grupos de bacterias y hongos fundamentalmente.

A medida que cada tipo de microorganismos ataca y digiere el material orgánico, empieza un cambio químico. Los productos liberados por la actividad de un grupo 61

están, a su vez, bajo la acción de otro grupo. El proceso continúa hasta que la materia orgánica se descompone lo más posible.

Los productos finales del compost son CO2, agua, compuestos de amoníaco, sales y minerales.

Los cambios ocurridos en la pila de compost son los siguientes: 

 

Los hongos comienzan a trabajar con el tejido de las plantas. Su actividad produce calor y en pocos días la pila alcanza temperaturas superiores a los 60 ºC. Estos hongos necesitan humedad y oxígeno atmosférico para sobrevivir. Se debe entonces, proveer humedad regando la pila mientras el oxígeno se introduce a través de un sistema de aeración a través del volteo que se realiza aproximadamente cada 30 días.

Los hongos esparcen micelios los mismos que se introducen en las células de las plantas y utilizan los nutrimentos. Después de 21 días los hongos completan su crecimiento, producen esporas y mueren.

A medida que los materiales de la pila se descomponen ésta se compacta y la circulación del oxígeno atmosférico disminuye. Esta condición es favorable para un tipo de bacterias que requieren sólo un poco de oxígeno el cual lo obtienen por la lenta difusión del aire que penetra en la pila por eso es necesario no hacer nada que la compacte demasiado.

Si el suministro de aire es cortado totalmente, las bacterias anaeróbicas obtienen oxígeno descomponiendo los nitratos presentes, lo que trae como consecuencia el desprendimiento de amoníaco. De esta manera se obtendrá un compost de baja o muy baja calidad. Este proceso de descomposición dura aproximadamente de 28 a 56 días, dependiendo de los materiales del sustrato; y, 

5.2.3.1

Cuando se usa cal para prevenir la acidez en la construcción de la pila de compost, las bacterias azobacter, se hacen presentes masivamente. Estas bacterias necesitan un PH casi neutro y aire para sus actividades, cambian cantidades apreciables de nitrógeno atmosférico en una forma disponible para las plantas y ayudan a convertir en material en compost.

Método de fosa para la elaboración de compost

Es un método medianamente aeróbico, no se proporciona removimiento, ni se apisonan las capas. Para proteger la fosa se puede construir un cobertizo de caña.

Este método no se aconseja para zonas donde el nivel freático es elevado. Se recomienda para regiones secas. El nivel de humedad debe estar comprendido entre 50 y 60%.  Materiales Tarralla de maíz seca, bagazo de caña de azúcar, tamo de maní, fréjol, sarandaja, hojas tiernas de poacias, leguminosas y malezas, ceniza, cal, estiércol, agua fertilizantes. Estos materiales pueden variar según los recursos de la finca.

62

 Procedimiento Se deja un solo lado en contacto con el aire, para disminuir las pérdidas de agua. La preparación se la hace en capas, con la diferencia que las capas se acomodan dentro del hoyo, los aeríferes en el centro de la fosa y un tubo para registrar la temperatura, al centro y mitad de la pila.

5.2.3.2

Método basura de la ciudad

Es un método medianamente aeróbico. Se lo trabaja en fosa.  Materiales Todos los desperdicios de la ciudad, especialmente de los mercados, y los utilizados en los otros métodos.  Procedimiento Primeramente se separan de la basura vidrios, plásticos, latas, hierro, aluminio, cobre, maderas, y todo material difícil de descomponer. Seguidamente se ordenan las capas en la fosa y se cubre con una capa de tierra.

5.2.3.3

Utilización del compost

La cantidad que se aplica depende de la fertilidad del suelo y de la especie a cultivarse.

El tiempo ideal de aplicación es de aproximadamente un mes antes de la siembra, de tal manera que no afecte a las raíces de las plantas y se obtenga el mayor provecho.

Para los cultivos establecidos como potreros, césped, alfalfa y otros, se aplica en cobertura previamente cernido, luego regar. Para frutales, calculada la cantidad, colocarlo bajo la zona de proyección de sombra mediante una escarda del suelo.

Para cultivares hortícolas y ornamentales de jardín, el material debe cernirse previamente y luego mezclarse con los primeros 10 cm del suelo, procediendo luego a sembrar.

En las plantas ornamentales de macetas se adiciona superficialmente en proporciones adecuadas a lo largo del año.

Para los cultivares extensivos se mezcla durante la preparación del suelo, ya sea con arado de tracción animal o mecánica, con los primeros 20 cm del suelo.

En cuanto a la cantidad a aplicarse, esta tiene relación con las características físicas, químicas y de fertilidad del suelo, las necesidades de la planta y el clima. En términos generales se recomienda aplicar de 10 a 20 t/ha/año.

63

Para temperaturas de 12 a 20 ºC, se recomienda de 3,0 a 7.5 t/ha/año y de 2 a 3 Kg/m2 de semillero.

El compost, está listo para aplicarse, cuando tiene las siguientes características: Estructura del material suelto y fácil de romper; color, oscuro, tendiendo a negro; olor a tierra limpia; y, humedad de más o menos 40%.

5.3

Lombricultura

5.3.1 Lombrices La especie más utilizada es la lombriz roja californiana (Eisenia foetida), lombriz que consume diariamente una cantidad de residuos equivalente, prácticamente, a su propio peso. Esta especie requiere de altas concentraciones de materia orgánica como medio de vida y alimentación, por lo que no sobreviven mucho tiempo en suelos con bajos porcentajes de materia orgánica.

Aunque un mismo individuo tiene ambos sexos se reproduce por fertilización cruzada, donde ambos ponen un capullo, llamado cocón, cada 10 - 30 días. Cada capullo contiene de 2 a 10 lombrices que emergen a los 21 días, siendo individuos juveniles, que no podrán reproducirse hasta los 3 - 4 meses, cuando pasan a ser adultas.

Las condiciones ambientales para un óptimo desarrollo son una temperatura de 19 a 20 °C, con una humedad del 80%, un pH de desarrollo entre 6.5 y 7.5 y con baja luminosidad, ya que teme a la luz, pues los rayos ultravioleta las matan. En estas condiciones una lombriz produce unas 10.000 lombrices por año (EN CONDICIONES ÓPTIMAS) que producen el 60% de la ingesta en forma de humus.

La producción comercial se debe manejar como cualquier tipo de producción animal, con las ventajas de que no contraen enfermedades y tienen fácil manejo de producción.

La lombriz de tierra es un animal omnívoro, es decir que come de todo: animales, vegetales y minerales.

64

Cuando la lombriz cava túneles en el suelo blando y húmedo, succiona o chupa la tierra y digiere de ella las partículas vegetales o animales en descomposición, expulsando los elementos no digeribles y los residuos metabólicos, que son los que forman el humus.

5.3.2 Fuente de alimentación Es posible el empleo de diversos desechos orgánicos. La preparación del sustrato alimentario debe ser muy cuidadosa para no perder nutrientes. En el manejo del sustrato tenemos que tener en cuenta tres factores muy importantes: Humedad: La humedad es un factor de mucha importancia que influye en la reproducción. Debe estar entre el 70 y 80%. Una humedad superior al 85 % hace que las lombrices entren en un período de latencia y se afecta la producción de vermicompost y la reproducción. Debajo de 70 % de humedad es una condición desfavorable. Niveles de humedad inferiores al 55 % son mortales para las lombrices.

La prueba para medir el porcentaje de humedad en el sustrato se conoce como prueba de puño, la cual consiste en agarrar una cantidad del sustrato con el puño de una mano, posteriormente se le aplica fuerza, lo normal de un brazo, y si salen de 8 a 10 gotas es que la humedad está en un 80 % aproximadamente. En cualquier caso es mejor utilizar un medidor de humedad.

Temperatura: La temperatura es otro de los factores que influyen en la reproducción, producción (vermicompost) y fecundidad de las cápsulas. Una temperatura entre 18 a 25 grados centígrados es considerada óptima, que conlleva el máximo rendimiento de las lombrices.

Cuando la temperatura desciende por debajo de 15º C las lombrices entran en un período de latencia, disminuyendo su actividad. Van dejando de reproducirse, crecer y producir vermicompost; los cocones (huevos) no eclosionan y pasan más tiempo encerrados los embriones, hasta que se presentan condiciones favorables. pH: El pH mide lo alcalino o ácido del sustrato. La lombriz acepta sustratos con pH de 5 a 8.4, que podemos controlar mediante un pH-metro o un simple papel indicador. Fuera de esta escala, la lombriz entra en una etapa de latencia.

La preparación del sustrato debe hacerse mediante fermentación aeróbica. Esta fermentación es el resultado de la actividad de una serie de microorganismos de diferentes grupos. El tiempo que dure la fermentación depende del pH, humedad, temperatura y tipo de sustrato.

El objetivo es que el alimento se estabilice en un pH de 7.5 a 8, humedad 80 % y temperatura 18 a 25 grados centígrados.

En el estiércol bovino el tiempo necesario para la estabilización es de 10 a 15 días, y es el sustrato que más rápido se estabiliza. El estiércol de conejo tarda de 20 a 25 días, y los residuos de cosechas de 15 a 25 días.

Las lombrices pueden también alimentarse de papel, no importando la tinta que éste contenga, se puede mezclar con el estiércol 10 días antes que éste esté 65

estabilizado. Los metales, plásticos, gomas y vidrio son materiales que la lombriz no puede digerir.

Todos estos sustratos tienen una coloración café oscuro, no presentan mal olor y al tacto son semi pastosos; esto indica que el pH, humedad y temperatura son óptimos.

Estos factores se pueden medir al ojo de la experiencia, si bien es mejor el uso de equipos adecuados.

Antes de poner a las lombrices en contacto directo con el alimento en las camas, debemos asegurarnos que la fermentación del material se haya ultimado, para lo cual se procede a realizar una prueba de supervivencia.

Para realizarla se coloca, en una caja de prueba, suficiente cantidad del alimento preparado hasta tener un grosor de 10 cm, se colocan 50 lombrices en el centro de la caja y se riega adecuadamente. Las lombrices se introducen solas y tratarán de descubrir si el nuevo ambiente es adecuado para garantizar primero su permanencia y después su acción productiva.

Las camas pueden ser variadas. Básicamente hay dos métodos de cría de lombrices: Con arcas de bastidores y con cunas sobre el terreno. Ambos pueden estar bajo cubierto o al exterior, siendo distinto el manejo en cada caso.

Entre las principales ventajas de un proyecto de lombricultura bajo techo y bien diseñado destacamos: 

No hay peligro con las variaciones de la temperatura ni la lluvia, ya que se controlan.



Es un proceso que no produce al final ningún desecho, ya que el 100% del material suministrado a las lombrices en transformado en abono.



Es un proceso rápido y continuo, que no produce malos olores.



No produce contaminación de aguas de escorrentía o al subsuelo, ya que los lixiviados se recolectan a través del humus y se reciclan.



Se controlan mejor las posibles plagas.

5.3.3 Plagas y enfermedades La lombriz es el único animal en el mundo que no transmite ni padece enfermedades, pero existe un síndrome que lo afecta y es conocido como Gozzo ácido o Síndrome Proteico. Se debe a que cuando a la lombriz se le suministran sustratos con altos contenidos en proteína, no son asimilados y se presentan inflamaciones en todo el cuerpo, muriendo a las pocas horas.

Pájaros: Las aves pueden acabar poco a poco con un lombricero situado al aire libre, pero esta plaga se puede controlar fácilmente poniendo una red sobre la cama de las lombrices.

Hormigas: Las hormigas rojas son un depredador natural de la lombriz y pueden acabar en poco tiempo con nuestro criadero. Son atraídas principalmente por la secreción azucarada que la lombriz produce.

66

La hormiga se puede controlar sin necesidad de productos químicos, con sólo que la humedad de la cama se encuentre en el 80%. Si en nuestras camas encontramos hormigas es una señal de que la humedad está baja.

5.3.4 Experiencias en el Sur del Ecuador En la universidad Nacional Loja se lleva permanentemente un programa de lombricultura, con el objetivo de difundir esta biotecnologíaque va en beneficio de la comunidad en general. La investigación se realiza en la Estación Experimental La Argelia, a 2100 msnm, temperatura media anual 15.4 ºC, precipitación media anual 793.8 mm y zona de vida bosque muy seco tropical (bmsT).

Como material biológico se utiliza la lombriz Eisenia foetida domesticada. Como materiales para la construcción de los lechos se emplean tablas de eucalipto de 3 m de largo por 0.30 m de ancho, estacas de 0.5 m, clavos, aceite quemado. Los lechos tienen como dimensiones: 1 m de ancho por 20 de largo y 0.30 de altura, separados uno de otro por caminos de 1 m de ancho, con un total de 13 lechos.

Como materiales utilizados en la alimentación de lombriz se usan: estiércol de bovino, kikuyo en estado fresco y seco, bagazo de caña, taralla de maíz en estado fresco y seco, aserrín de madera en general, residuos de cosechas de fréjol, papa, arveja y hortalizas, zuro de maíz, malezas y otros.

El procedimiento que se sigue es el siguiente:      

Se coloca sobre la superficie del suelo, una capa de material grueso (taralla entera), con el fin de permitir una buena aeración y drenaje.

Luego se coloca una capa de hierba (kikuyo) o malezas Sobre la primera capa se coloca una de estiércol fresco Seguidamente una capa de aserrín Así, se continua hasta alcanzar una altura de 0.8 a 1.0 m y Conforme se coloca cada una de las capas de material primario para su descomposición, se humedece con abundante agua con la finalidad de acelerar el proceso de mineralización.

Durante el proceso de descomposición del material se controla la temperatura, humedad, PH y la aeración en el interior de la cama.

Alos 15 días se procede a realizar la remoción del material con el objetivo de lograr una descomposición uniforme.

En la alimentación de las lombrices, para su normal desarrollo y reproducción, se toma en cuenta que la temperatura se mantenga entre 25 a 30 ºC, humedad alrededor de 75 %, pH entre 6.5 a 7.0 y libre de mal olor.

El sustrato alimenticio se coloca en los lechos de 30 a 40 cm de altura, alimento que le dura aproximadamente 30 días, por lo tanto es necesario suministrar el alimento cada mes. Esta actividad se la realiza durante un año, para luego cosechar.

5.4 Gallinaza 67

La Gallinaza es el estiércol de gallina preparado para ser utilizado en la industria ganadera o en la industria agropecuaria y tiene como principal componente el estiércol de las gallinas que se crían para la producción de huevo. Es importante diferenciarlo de la pollinaza que tiene como principal componente el estiércol de los pollos que se crían para consumo de su carne. Se la utiliza como abono o complemento alimenticio en la crianza de ganado debido a la riqueza química y de nutrientes que contiene. Los nutrientes que se encuentran en la gallinaza se deben a que las gallinas solo asimilan entre el 30% y 40% de los nutrientes con las que se les alimenta, lo que hace que en su estiércol se encuentren el restante 60% a 70% no asimilado, la gallinaza contiene un importante nivel de nitrógeno el cual es imprescindible para que tanto animales y plantas asimilen otros nutrientes y formen proteínas y se absorba la energía en la célula. El carbono también se encuentra en una cantidad considerable el cual es vital para el aprovechamiento del oxígeno y en general los procesos vitales de las células. Otros elemento químicos importantes que se encuentran en la gallinaza son el fósforo y el potasio.

El fósforo es vital para el metabolismo, y el potasio participa en el equilibrio y absorción del agua y la función osmótica de la célula.

5.4.1 ¿Para qué sirve la Gallinaza?

La Gallinaza es uno de los fertilizantes más completos y que mejores nutrientes puede aportar al suelo. Contiene nitrógeno, fósforo, potasio y carbono en importantes cantidades. De hecho, la gallinaza puede ser mejor fertilizante que cualquier otro abono, incluyendo el de vaca o el de borrego, precisamente porque la alimentación de las gallinas suele ser más rica y balanceada que la pastura natural de las vacas o los borregos. Y no es que los abonos de vaca o borrego no tengan nutrientes, la diferencia radica en las concentraciones.

La Gallinaza al ser utilizada como abono se considera un abono orgánico, por lo cual es posible utilizarlo con otros ingredientes en forma de composta, o compost.

El otro importante uso que se le puede dar a la Gallinaza es como complemento alimenticio para ganado.

Al utilizar la gallinaza como complemento de los alimentos y forraje para ganado se logra mejorar la efectividad de estos, gracias a los elementos que aporta la gallinaza al metabolismo de los animales.

El valor nutritivo de la gallinaza es mayor que el de otras excretas de animales, pues es especialmente rica en proteínas y minerales. El alto contenido en fibra determina que los rumiantes se consideren los más indicados para su consumo.

Las mejores ganancias de peso en el ganado se han encontrado con inclusiones hasta de un 25% de gallinaza en suplementos de la dieta en rumiantes como cabras y bovinos, mientras que niveles superiores al 35% 35 % reducen las ganancia de peso y el consumo de alimento.

6.

RESUMEN 68

Esta unidad trata del procesamiento de la materia orgánica, su aplicación como alternativa para incrementar la fertilidad del suelo y mantener un adecuado manejo y conservación del suelo.

Se explican los procesos inherentes a la descomposición de la materia orgánica como: la formación del humus, el proceso de amonificación y el proceso de humificación y su efecto en las diversas propiedades de los suelos.

Luego se indican los principales métodos para obtener compost; con materia carbonatada, materia nitrogenada y materia mineral abundante en el sur del Ecuador. Se explica las dosificaciones y medios de aplicación del compost obtenido.

Seguidamente se trata sobre lo más importante de la lombricultura, como biotecnología para obtener humus de lombriz y otros productos orgánicos. Se da una breve reseña de la lombriz roja Eisenia foetida, se habla de una explotación productiva y una explotación ecológica.

Finalmente se hace una breve referencia de la gallinaza y su importancia para el manejo y conservación de los suelos.

7.

GLOSARIO

Ameba:

Protozoo flagelado que vive en la tierra, en cuerpos de agua (piscinas, aguas termales de uso recreativo e incluso en el líquido potable y a las que se les denomina de vida libre) y en el intestino.

Compost: Mezcla de materia orgánica (restos de desechos alimentarios, domésticos, césped, hortalizas, hierbas, deyecciones animales, paja de distintos cereales, hojas, papel y maleza en general), ya descompuesta, que se utiliza en la fertilización y acondicionamiento de los suelos: Edafología:

Ciencia que estudia el suelo.

Hongos: Eucariotas que se reproducen por esporas. Son heterótrofos, se asocian con las plantas y suelen ser simbiontes de plantas. No son fotosintéticos y algunos patógenos.

Humus:

Es una masa oscura de material variable en su composición pero relativamente estable, es aquella parte de la materia orgánica del suelo que ha perdido sus propiedades primitivas por descomposición.

Inerte: No reactivo Moho:

Hongo microscópico carente de clorofila que se alimenta de la materia orgánica elaborada

Oxígeno:

Elemento fundamental para la vida de los seres vivos, presente en la atmósfera, el agua etc.

69

UNIDAD No. 4:

70

CONCEPCIÓN DEL SUELO Y EVALUACIÓN DE SU CALIDAD CON APORTES DE LA AGROECOLOGÍA.

1. JUSTIFICACIÓN Es un suelo del que se puede obtener cultivos, sanos y de alto rendimiento, con un mínimo de impactos negativos sobre el medio ambiente. Es un suelo que también brinda propiedades estables al crecimiento y salud de los cultivos haciendo frente a condiciones variables de origen humano y natural (principalmente las relaciones con el clima). Por ejemplo, si las precipitaciones son menores o superiores a la cantidad óptima, el rendimiento no influirá tan negativamente como un suelo de menor calidad. Un suelo de calidad superior debe ser flexible a resistir el deterioro.

Los diversos factores que determinan la calidad del suelo son esencialmente aquellas propiedades que ejercen mayor influencia en el crecimiento del cultivo.

Muchas de estas propiedades, no son fundamentalmente aspectos de la “fertilidad” del suelo (definido en un sentido más estricto). Por ejemplo, la facilidad con que la superficie del suelo desarrolla una “costra” (capa delgada de poca permeabilidad que se forma cuando los agregados cerca de la superficie se rompen por la acción de las precipitaciones y/o el laboreo) tiene un efecto significativo en el crecimiento del cultivo y en el medio ambiente. La formación de una costra superficial es un problema significativo para muchos suelos en las zonas tropicales y templadas.

71

Cuando se desarrollan costras superficiales, la emergencia de la plántula puede resultar restringida después de la germinación. Lo que es aún más importante, en comparación con suelos con buena agregación de superficie, es que se infiltra menos cantidad de agua en los suelos con costra, dando como resultado en ambos casos un menor almacenamiento de agua para el uso del cultivo, un aumento en el escurrimiento de agua y una erosión acelerada del suelo. Los contenidos de sodio y arcilla expansible y la estabilidad agregada constituyen propiedades que influyen en la susceptibilidad de un suelo para desarrollar una costra superficial.

Otras propiedades que afectan la calidad del suelo son: la profundidad disponible para la exploración de raíces, el PH, la salinidad, la capacidad de intercambio catiónico, el nitrógeno mineralizable, la presencia de plantas patógenas, la biomasa microbiana del suelo, etc.

Muchas de las propiedades de los suelos utilizados para agricultura son heredados del estado natural. Algunas de éstas propiedades, tales como la textura del suelo (porcentaje de arena, limo y tamaño de las partículas de arcilla presentes) y la profundidad a que se encuentra la capa que impide el crecimiento de las raíces, se pueden modificar a costos de tal envergadura que se hace imposible, en la mayoría de los casos. Sin embargo, casi todas las propiedades del suelo son influidas hasta cierto grado por la forma en cómo se maneja el suelo y la elección de los futuros cultivos. Incluso si no se cambia la textura, la sequedad de un suelo arenoso o el aterronamiento de un suelo arcilloso, está hasta cierto punto controlada mediante las actividades humanas.

2. PROBLEMATIZACIÓN La mayoría de los agricultores conocen la diferencia entre un suelo muy bueno y otro de propiedades más pobres. Aquellos suelos que poseen mejor calidad natural, tales como los suelos aluviales profundos, ubicados en los valles de un río, tienden a tener mejor capacidad de retención de agua y fertilidad que los suelos que lo rodean; por lo general estos suelos son más valorados y por eso mismo tienen mayor valor comercial. De tal manera que la salud, o calidad de un suelo, se refiere a las condiciones de una amplia gama de propiedades de éste. El concepto es bastante extenso y abarca más que la escueta definición de la fertilidad del suelo, que se usa con frecuencia. Por ejemplo, tradicionalmente el principal interés de aquellos que trabajan en la fertilidad del suelo ha sido si existe una cantidad suficiente de nutrientes para las plantas (tales como nitrógeno, fósforo y potasio).

Las investigaciones sobre la fertilidad del suelo se han basado en la influencia de otras propiedades, como un PH bajo y la disponibilidad de nutrientes, pero no han cubierto la envergadura total de las propiedades que influyen en el crecimiento de la planta.

3. DESCRIPCIÓN DEL PRODUCTO ESPERADO Luego de estudiada la unidad, los estudiantes habrán identificado, en el ámbito de su residencia, problemas concretos causados por la calidad del suelo especialmente aplicados a las labores agrícolas; estos problemas deberán ser descritos en un breve informe que se incluirá en las tareas de la unidad.

4. COMPETENCIAS Y ACTITUDES 72

Al término del estudio de la unidad, los estudiantes, además de estar en capacidad de identificar los problemas causados por la calidad del suelo, aplicados a la agricultura orgánica en el proceso de evolución del avance tecnológico; habrán desarrollado sensibilidad frente a esta problemática lo cual les convertirá en agentes de búsqueda de alternativas para lograr una evolución racional y manejable de los recursos naturales, en su zona de residencia.

5. DESARROLLO DEL CONTENIDO 5.1.

CONCEPCIÓN DEL SUELO Y EVALUACIÓN DE SU CALIDAD CON APORTES DE LA AGROECOLOGÍA.

5.1.1 Calidad del suelo.

El suelo es un recurso dinámico que sustenta la vida de las plantas. Regula la distribución del agua de lluvia y de irrigación, almacena nutrientes y otros elementos, y actúa como un filtro que protege la calidad del agua, del aire y de otros recursos.

Está formado por partículas minerales de diferente tamaño (arenas, limos y arcillas), materia orgánica y numerosas especies de organismos.

Posee propiedades biológicas, químicas y físicas, algunas de las cuales son dinámicas y pueden cambiar en función de su manejo.

La calidad del suelo es la capacidad de un tipo específico de suelo para funcionar dentro de los límites de un ecosistema natural o tratado para sostener la productividad de plantas y animales, mantener o mejorar la calidad del agua y del aire, y sustentar la salud humana y su morada.

5.1.2 Indicadores de la calidad Los indicadores de calidad del suelo pueden ser propiedades físicas, químicas y biológicas, o procesos que ocurren en él, los indicadores deben permitir: analizar la situación actual e identificar los puntos críticos con respecto al desarrollo sostenible; analizar los posibles impactos antes de una intervención; monitorear el impacto de las intervenciones antrópicas; y ayudar a determinar si el uso del recurso es sostenible.

Para que las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo sean consideradas indicadores de calidad deben cubrir las siguientes condiciones: 

Escribir los procesos del ecosistema.



Integrar propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo.



Reflejar los atributos de sostenibilidad que se quieren medir.



Ser sensitivas a variaciones de clima y manejo.



Ser sensitivas a los cambios en el suelo que ocurren como resultado de la degradación antropogénica.

73



Ser componentes de una base de datos del suelo ya existente.  Indicadores físicos

Indicador

Relación con las funciones y Valores o unidades relevantes, condiciones del suelo comparaciones para evaluación

Textura

% (arena, limo y arcilla); Retención y transporte de agua pérdida de sitio o posición del y minerales; erosión del suelo paisaje

Profundidad Estimación del potencial (suelo superficial cm; m productivo y de erosión y raíces Infiltración densidad aparente

y

Potencial de lixiviación, min/2,5 cm agua; g/cm3 productividad y erosión

Contenido en humedad, % (cm3/cm3); cm humedad Capacidad de transporte, erosión, humedad aprovechable/30 cm; intensidad retención de agua aprovechable, textura, materia de precipitación (mm/h) orgánica Estabilidad agregados

de Erosión potencial de un suelo, % (agregados estables) infiltración de agua

 Indicadores químicos Relación con las funciones y Valores o unidades relevantes condiciones del suelo

Indicador

Fertilidad de suelo, estabilidad Contenido en y grado de erosión, potencial kg (C ó N)/ha materia orgánica productivo pH

Actividad química y biológica

Conductividad eléctrica

Actividad microbiológica crecimiento de plantas

Comparación entre los límites superiores e inferiores para la actividad vegetal y microbiana dS/m; comparación entre los y límites superiores e inferiores para la actividad vegetal y microbiana

Disponibilidad de nutrientes para las plantas, indicadores kg/ha; niveles suficientes para el N, P, K extraíbles de productividad y calidad desarrollo de los cultivos ambiental Capacidad intercambio catiónico

de

Fertilidad del suelo, potencial mol/kg productivo

Niveles tóxicos para el Metales pesados Concentraciones crecimiento de las plantas y la disponibles agua de riego calidad del cultivo  Indicadores biológicos 74

máximas

en

Relación con las funciones y condiciones Valores o unidades relevantes del suelo

Indicador

Potencial Contenido de microbiano, biomasa microbiana de C y N Nitrógeno mineralizable

catalizador kg (C ó N)/ha relativo al C, N total o reposición al CO2 producido

Productividad del suelo y kg N·ha-1·día-1 relativo al C, N total aporte potencial de N

kg C·ha-1·día-1 relativo a la actividad Aireación, Medición de la actividad de la biomasa microbiana; pérdida contenido en agua, microbiológica de C contra entradas al reservorio temperatura total de C Contenido lombrices

de

Rendimiento cultivo

del

Actividad microbiana

Número de lombrices

Producción potencial del cultivo, disponibilidad de kg producto/ha nutrientes

5.2 ¿Qué es exactamente un suelo sano o de buena calidad?

Es un suelo del que se puede obtener cultivos, sanos y de alto rendimiento, con un mínimo de impactos negativos sobre el medio ambiente. Es un suelo que también brinda propiedades estables al crecimiento y salud de los cultivos haciendo frente a condiciones variables de origen humano y natural (principalmente las relaciones con el clima). Por ejemplo, si las precipitaciones son menores o superiores a la cantidad óptima, el rendimiento no influirá tan negativamente como un suelo de menor calidad. Un suelo de calidad superior debe ser flexible a resistir el deterioro.

Los diversos factores que determinan la calidad del suelo son esencialmente aquellas propiedades que ejercen mayor influencia en el crecimiento del cultivo.

Muchas de estas propiedades, no son fundamentalmente aspectos de la “fertilidad” del suelo (definido en un sentido más estricto). Por ejemplo, la facilidad con que la superficie del suelo desarrolla una “costra” (capa delgada de poca permeabilidad que se forma cuando los agregados cerca de la superficie se rompen por la acción de las precipitaciones y/o el laboreo) tiene un efecto significativo en el crecimiento del cultivo y en el medio ambiente. La formación de una costra superficial es un problema significativo para muchos suelos en las zonas tropicales y templadas.

Cuando se desarrollan costras superficiales, la emergencia de la plántula puede resultar restringida después de la germinación. Lo que es aún más importante, en comparación con suelos con buena agregación de superficie, es que se infiltra menos cantidad de agua en los suelos con costra, dando como resultado en ambos casos un menor almacenamiento de agua para el uso del cultivo, un aumento en el escurrimiento de agua y una erosión acelerada del suelo. Los contenidos de sodio y arcilla expansible y la estabilidad agregada constituyen propiedades que influyen en la susceptibilidad de un suelo para desarrollar una costra superficial.

Otras propiedades que afectan la calidad del suelo son: la profundidad disponible para la exploración de raíces, el PH, la salinidad, la capacidad de intercambio 75

catiónico, el nitrógeno mineralizable, la presencia de plantas patógenas, la biomasa microbiana del suelo, etc.

Muchas de las propiedades de los suelos utilizados para agricultura son heredados del estado natural. Algunas de éstas propiedades, tales como la textura del suelo (porcentaje de arena, limo y tamaño de las partículas de arcilla presentes) y la profundidad a que se encuentra la capa que impide el crecimiento de las raíces, se pueden modificar a costos de tal envergadura que se hace imposible, en la mayoría de los casos. Sin embargo, casi todas las propiedades del suelo son influidas hasta cierto grado por la forma en cómo se maneja el suelo y la elección de los futuros cultivos. Incluso si no se cambia la textura, la sequedad de un suelo arenoso o el aterronamiento de un suelo arcilloso, está hasta cierto punto controlada mediante las actividades humanas.

Muchos factores pueden producir el deterioro de la calidad del suelo. Por ejemplo, si se trabaja un suelo arcilloso éste está muy mojado, puede provocar la desintegración de los agregados naturales y producir una disminución significativa en la capa laborada del suelo. El deterioro de la calidad del suelo también puede ser provocado por prácticas permitiendo que se desarrolle por prácticas tales como el cultivo intensivo sin rotaciones de éste, permitiendo que se desarrolle la salinidad del suelo con el riego o permitiendo que los contenidos de materia orgánica desciendan muy lentamente. El deterioro también puede ser causado por la contaminación con metales potencialmente tóxicos o por sustancias químicas orgánico-sintéticas.

Queda claro que resulta más efectivo promover prácticas que eviten la degradación de la calidad del suelo, en vez de buscar soluciones para suelos estropeados.

Existe interés por desarrollar un “índice” de calidad del suelo para ayudar a comparar diferentes suelos.

Como parte del desarrollo de tal método de comparación, sería necesario otorgarle importancia relativa a las diversas propiedades que son evaluadas como contribuyentes importantes para el índice. La forma como se presenten los diversos factores para asignarles un valor generará bastante discusión y controversia. En la actualidad, no existe un sistema aceptable para estimar la calidad del suelo y en el futuro cercano hay pocas posibilidades de desarrollar un índice cuantitativo. Sin embargo, la materia orgánica influye en casi todas las propiedades importantes que contribuyen a la calidad del suelo. De esta forma, resulta decisivo comprender y acentuar la importancia clave del manejo de los cultivos y los suelos para mantener incrementar los contenidos de materia orgánica, con el propósito de desarrollar suelos de buena calidad.

5.3 La Naturaleza de la materia orgánica del suelo.

Existen tres diferentes tipos genéricos de materia orgánica presentes en el suelo: (a) los organismos vivos, (b) la materia orgánica muerta activa (sin descomposición o levemente descompuesta, lábil) y (c) los materiales descompuestos (humificados) relativamente estables. Cada una de estas fracciones juega papeles importantes en la mantención y mejoramiento de la calidad del suelo. Estas tres distintas partes, que en conjunto forman la materia orgánica del suelo, se tratarán en forma separada a continuación: 5.3.1.1

Organismos del suelo.

76

La materia orgánica viva del suelo se compone de un variado grupo de organismos.

Estos organismos incluyen virus microscópicos, bacterias, hongos y protozoos, artrópodos de tamaño pequeño y mediano,. Lombrices, etc. Por lo general, a medida que aumenta el tamaño de los organismos, disminuye la densidad de la población. Por ejemplo, existen alrededor de 1.014 bacterias, 10 9 hongos, 107 nemátodos y 102 lombrices por m2. (Smil 1991).

Es cierto que en los suelos hay enfermedades que causan la aparición de bacterias y hongos como también de insectos y nemátodos parásitos. Sin embargo, la enorme cantidad de grupos de organismos del suelo se alimentan de los cultivos, de residuos orgánicos o de otros organismos del suelo y no causan problemas a las plantas. De hecho, sus actividades, que ayudan a reciclar los nutrientes, a mantener bajas las poblaciones de plagas, a producir substancias que ayudan a la formación de agregados del suelo y a producir sustancias húmicas, hacen que una gran mayoría de estos organismos sean importantes para la calidad del suelo.

Todos los organismos necesitan acceder a una gama de elementos en forma asequible, como también a la energía. Las plantas verdes obtienen su energía de los rayos del sol mediante el proceso de fotosítesis, su carbono (la columna vertebral de todas las moléculas orgánicas) del dióxido de carbono que se encuentra en la atmósfera, también el oxígeno, necesario para respirar (para recuperar y utilizar la energía almacenada en sus moléculas orgánicas) lo obtienen de la atmósfera, y el resto de sus nutrientes (N, P, K, Ca, Mg, Fe, B, Mn, Cu, Mo, Cl, Zn, Co) así como también el agua (H2O) los obtienen del suelo. Casi todos los organismos que viven bajo la tierra, obtienen la energía para su suibsistencia y reproducción, de la energía solar almacenada previamente en los tejidos de las plantas verdes. Aunque los organismos también emanan elementos individuales (tales como N. K, Mg) para su uso, la necesidad de obtener energía hace que los desintegren por completo las moléculas orgánicas.

Los organismos ocupan diferentes dentro de la cadena alimenticia. El concepto cadena alimenticia dice que los organismos dentro de un ecosistema en particular están relacionados con una fuente de alimento más baja, y entre sí a través de su(s) fuente(s) alimenticia (s).  Consumidores primarios.- Son aquellos organismos del suelo que son los primeros en utilizar a los cultivos y otros residuos como materiales energéticos.

Muchos hongos son los primeros colonizadores de los restos de las plantas y sirven para suavizarlos y hacerlos más disponibles para ser usados por otros organismos.

También muchas bacterias son consumidores primarios, además de las cochinillas de la humedad, los nemátodos y las larvas de las moscas, etc,. También algunas lombrices son consumidores primarios y la acción de sus sistemas digestivos sirven para macerar y mezclar los residuos con las bacterias en sus aparatos digestivos, de tal manera que sus desechos están disponibles para que otros organismos hagan uso de ellos. Si se mide la fertilidad de estos desechos, se observa que los rangos de calcio, potasio y nitrógeno son mucho más altos que el suelo que los rodea. Estos roles de las 77

lombrices de tierra son también importantes para ayudar a la filtración del agua en los suelos durante tormentas de lluvias intensas.  Consumidores secundarios.- Son aquellos organismos que se alimentan de los consumidores primarios. Los protozoos y los nemátodos son dos depredadores de bacterias y hongos. Las tasas de consumo de bacterias por los nemátodos pueden ser extremadamente altas; (se han informado consumos de 5.000 células por minuto) y se estima que alrededor del 50 % de la producción anual de hongos y bacterias son consumidos cuando se alimentan los secundarios (Paul y Clark 1989). La presencia de poblaciones activas de depredadores de hongos y bacterias pueden ayudar a mantener poblaciones más diversas de estos organismos en el suelo (Habte y Alexander 1978).

Los protozoos y nemátodos contribuyen significativamente al ciclo del nitrógeno, puesto que al alimentarse de bacterias, el exceso de nitrógeno se convierte en amonio y es excretado a la solución del suelo.

Otros consumidores secundarios incluyen los tisanuros (calembola), ácaros y algunos escarabajos.  Consumidores terciarios.Incluyen escarabajos del suelo, pseudoscorpions, ciempiés y hormigas. Esta fauna se alimenta fundamentalmente de otros organismos del suelo. Debido a su gran tamaño y a la capacidad de excavación algunos centípedos y hormigas pueden ayudar a mezclar y soltar el suelo (como lo hacen las termitas, un consumidor primario constructor de montículos). Aunque estas actividades por lo general ayudar a mejorar la estructura del suelo, ninguno de éstos organismos mezcla los residuos orgánicos con las materias del suelo como las lombrices de tierra. Las raíces de las plantas son también un aspecto importante en la vida del suelo. Los productos que se obtienen a partir de la fotosíntesis arriba del suelo se trasladan a las raíces para su propio metabolismo. Gran parte del CO 2 generado en el suelo proviene de la respiración de las células de las raíces o de la respiración de las células de las raíces o de la respiración de organismos del suelo que obtienen la mayoría de su energía a partir de productos elaborados foto sintéticamente y luego trasladados a las raíces. El mucílago gelatinoso que rodea a las raíces jóvenes brinda un lugar ideal para que los organismos del suelo y las partículas de arcilla se aproximen a las raíces. Además del mucílago, que desprende de las células de las raíces y la gran cantidad de compuestos exudados por estas últimas, hace que la zona de la risosfera sea particularmente rica en organismos del suelo.

Generalmente, la risósfera contiene de 10 a 50 veces la cantidad de organismos, que se han descubierto en el suelo a cierta distancia de las raíces (Paul y Clark 1989).

5.3.1.2 Diversidad biológica de los organismos del suelo.

El primer objetivo de un buen manejo del cultivo y del suelo, debería ser crear las condiciones para una comunidad altamente diversa de organismos del suelo. La diversidad biológica del suelo, es parte importante de la salud y estabilidad del 78

agroecosistema. Una amplia mezcla de organismos crea un sistema en el cual la competencia por las fuentes alimenticias, nichos y dinámicas depredador-presa, ayudan a limitar las poblaciones de bacterias y hongos que causan enfermedades, nemátodos parásitos de las plantas y problemas insectiles. Algunos de estos organismos problema pueden actualmente estar presentes en suelos con alta diversidad biológica, pero es muy probable que las poblaciones de las distintas plagas sean muy escasas como para provocar efectos significativos en los cultivos.

Las poblaciones microbianas están influenciadas por el manejo de los cultivos y los residuos. En general, la diversidad de organismos disminuye y la cantidad de biomasa microbiana también se reduce por el cambio de los ecosistemas naturales a los agroecosistemas. Por ejemplo, después de 58 años de cultivos en el noroeste de EE.UU., el carbón microbial representó un 2.8 % y 2.2 % del carbono total del suelo bajo cultivos anuales y trigo-barbecho, comparado con un 4,3 % bajo pastos (Collins et al. 1992). En Perú, hubo una disminución dramática de la diversidad biológica de la microflora del suelo en los suelos cultivados intensivamente, o en suelos de los bosques secundarios comparados con suelos de bosques primarios, ya que aproximadamente de un 35 % a un 50 % de las unidades taxonómicas se perdieron (Lavelle y Pahanai 1989).

La disminución de las unidades taxonómicas y en las densidades de la población no fueron tan severas en los sistemas tradicionales de bajos insumos, como en las prácticas intensivas de altos insumos.

El manejo del suelo y los cultivos puede afectar las dinámicas de población de los organismos del suelo. Rotaciones complejas con varios cultivos diferentes, grandes cantidades de residuos de distintos tipos de cultivos y abonos, cultivos de cobertura y reducción de labranza, son prácticas que ayudan a aumentar una población biológicamente diversa de organismos del suelo. La técnica de combinar el uso de una gran cantidad de diversas fuentes de materiales orgánicos, se usado con éxito para transformar un suelo que presentaba un grave problema de pudrición de raíz del aguacate causado por Phytophora, en un suelo que actualmente detiene la enfermedad (Cook 1982). El cultivo del trébol Crimson fuera de la estación, entre cultivos de maíz, produjo poblaciones significativamente más altas de una variedad bacteriana, mayor biomasa bacteriana y una mayor actividad enzimática que sin el cultivo no hubiera ocurrido (Kirchner et al. 1983). La utilización de mulch o simplemente dejar los residuos sobre la superficie del suelo fomentará las poblaciones de lombrices que se alimentan en la superficie. Los residuos superficiales tienden a acentuar la importancia de los hongos en el proceso de descomposición. Los residuos superficiales son también un buen hábitat para las arañas, las que se alimentan de insectos y pueden ayudar a reducir las poblaciones de plagas insectiles.

5.4 Materia Orgánica Activa La fracción activa del material muerto se compone de residuos frescos, así como también de residuos levemente descompuestos. Estos residuos se presentan en el suelo como raíces y otros materiales que se incorporan al suelo y están disponibles para que los organismos del suelo los descompongan con relativa facilidad. Los 79

residuos frescos son la parte más activa de la materia orgánica, con alrededor de un 60 % a 80 % de descomposición durante el primer año.

En años recientes ha existido mucho interés por separar diversas fracciones de materia orgánica mediante procedimientos físicos ya sea por diferencias de densidad o de tamaño (Christensen 1992). La parte más activa de la materia orgánica parece presentarse como partículas que no están fuertemente asociadas con minerales inorgánicos. Esta porción liviana de la materia orgánica se encuentra en mayor abundancia en suelos vírgenes, compuesta de residuos relativamente frescos, que se puede separar fácilmente del resto del suelo (Janzen et al. 1992). Las materia orgánica asociada con minerales del tamaño de la arena también se descompone fácilmente, existiendo algún tipo de indicio de que parte de la materia asociada con arcilla se mineraliza de manera relativamente fácil y es una fuente importante de N disponible (Christensen 1992).

Bajo ciertas condiciones, tales como el crecimiento a largo plazo del sobresuelo, la cantidad de materia orgánica en un suelo puede ser bastante grande. En una investigación llevada a cabo por Cambardella y Elliot (1992) se encontró que cerca del 40% del C total ( o materia orgánica) estaba presente como partículas bajo el suelo nativo. Sin embargo, después de 20 años de un manejo de mulch de rastrojo para un sistema de trigo/barbecho sólo el 19 % de la matria orgánica estuvo presente en forma de partículas.

5.4.1 Materia orgánica descompuesta completamente.

La fracción de materia orgánica del suelo descompuesta completamente, y relativamente estable, por lo general reciben el nombre de humus. El humus está fuertemente ligado con fracciones de arcilla y limo y permanece en el suelo por largos períodos de tiempo media del orden de los cientos o miles de años. La materia orgánica asociada con partículas minerales del tamaño del limo parece ser más estable cuando se asocia con arcillas Christensen 1992).

El humus del suelo se descompone de manera bastante lenta, con una descomposición de alrededor del 2 al 5 % anual. El humus contiene la mayor parte de la capacidad de intercambio catiónico de la materia orgánica (cargas negativas que permiten la retención de ciertos nutrientes como el calcio, el magnesio y el potasio).

Aunque mucha de la materia orgánica que se descompone durante el año puede ser relativamente fresca, cierta materia orgánica que es relativamente estable puede transformarse en formas aprovechables mediante ciclos de secado, rehumificación, congelamiento y deshielo. Al parecer las duras condiciones impuestas sobre las moléculas orgánicas rompen los enlaces, ya sea, con las partículas de limo y arcilla o dentro de las moléculas mismas, solubilizando cantidades importantes de materia orgánica, con lo que se permite el fácil acceso de los organismos a las moléculas liberadas.

5.4.2

La función de la materia orgánica en la calidad del suelo.

80

Aunque la materia orgánica es solo un pequeño porcentaje del peso de la mayoría de los suelos (generalmente de 1% al 6%), la cantidad y el tipo de materia orgánica influyen en casi todas las propiedades que contribuyen a la calidad del suelo. La cantidad y calidad de la materia orgánica puede cambiar las propiedades del suelo, cuando la estructura y disponibilidad de los nutrientes mejora, y existe más diversidad biológica en suelos con un buen manejo de la materia orgánica. En algunos casos la materia orgánica modifica los efectos de ciertas propiedades del suelo. Los diversos efectos de la materia orgánica pueden agruparse bajo las influencias ejercidas en las propiedades físicas, químicas, nutricionales y biológicas del suelo.

5.4.2.1

Efectos físicos

La unión de las partículas de arena, limo y arcilla conformando agregados estables, ayuda a mantener una buena labranza (condiciones físicas del suelo para el crecimiento de las plantas). Los polisacaridos producidos durante la descomposición de residuos orgánicos más la hifa fangal estimulan el desarrollo de estos agregados estables del suelo.

Un suelo que tiene gran cantidad de materia orgánica tendrá una mejor agregación y tenderá a ser menos denso, permitiendo un mejor desarrollo y penetración de las raíces, que ante una situación de disminución de materia orgánica. Además, el suelo tendrá tasas superiores de infiltración debido a una estructura superficial más estable, siendo capaz de resistir la fuerza dispersiva del impacto de las gotas de lluvia. Las actividades de organismos más grandes que viven en el suelo, tales como lombrices y hormigas, también ayudarán a mejorar la infiltración de agua. El suelo estará menos propenso a la erosión si existe una mayor infiltración de agua en vez de un escurrimiento superficial.

Los suelos arenosos con niveles más altos de materia orgánica tienen una mayor cantidad de pequeños poros para almacenar el agua disponible para las plantas y son menos propensos a la sequía. Por otro lado, los suelos más arcillosos tienen un mejor drenaje interno, cuando existan grandes cantidades de materia orgánica que cuando las cantidades son menores.

5.4.2.2

Efectos nutricionales y químicos

La materia orgánica es una fuente de nutrientes. Los organismos la descomponen y transforman las formas orgánicas de los elementos en formas que sirven a las plantas. Además, por ser la principal fuente de capacidad de intercambio catiónico (CIC), la materia orgánica ayuda a “almacenar” los nutrientes disponibles, y los protege de la lixiviación que produce el agua. Las moléculas orgánicas ayudar a quelar un gran número de micronutrientes, tales como el ZINC (Zn) y el Hierro (Fe), además los protege para evitar que sean convertidos en formas menos disponibles para las plantas. En muchos suelos la materia orgánica, debido a su naturaleza ácida débil, tiene un efecto de amortiguación frente a cambios en el PH (Magdoff y Bartlett 1985). Esto también puede ayudar a proteger las plantas de los efectos nocivos de sustancias químicas, como por ejemplo la toxicidad por aluminio.

5.4.2.3

Otros efectos biológicos 81

Los materiales húmicos de la materia orgánica estimulan el crecimiento de las raíces y del cultivo. Aunque no está claro lo que produce estos efectos, al parecer no es una influencia nutricional directa.

La importancia de diversidad biológica en los suelos se ha subrayado anteriormente.

Un suelo con alto contenido de materia orgánica, originada en distintas fuentes y en que se han practicado buenas rotaciones tenderá a tener una comunidad más diversa de organismos y de este modo, brindará un medio ambiente biológico más adecuado para el crecimiento de las plantas que un suelo con menor cantidad de materia orgánica. En general, la biomasa total de los organismos del suelo también será mayor en un suelo rico en materia orgánica que en suelo que contenga menos.

Debido a los efecto físicos, nutricionales y químicos discutidos anteriormente, las plantas que crecen en suelos ricos en materia orgánica tenderán a ser más sanas y menos susceptibles al daño de las plagas que aquellas que crecen en suelos con disminución parcial de materia orgánica. Además, la presencia de diversas poblaciones de organismos cuando la materia orgánica del suelo es abundante ayuda a asegurar un ambiente de plagas menos hostil para las plantas de cultivo.

Las numerosas influencias físicas, químicas, nutricionales y biológicas se combinan para dar a la materia orgánica una influencia abrumadora sobre la calidad del suelo.

5.4.3 Flujos de nutrientes y ciclaje No todos los nutrientes de los cultivos del suelo están disponibles para las plantas.

Si un elemento aún como el potasio es parte estructural de un gramo de arena, no está disponible para el uso de la planta. Del mismo modo, cuando un nutriente como el nitrógeno o el fósforo es parte estructural de una molécula orgánica, las plantas no son capaces de usarlo. Los nutrientes son tomados por las plantas desde la solución del suelo, generalmente en la forma de iones simples como el nitrato (NO 3), fosfato (H2O4) y (HPO4)-2, potasio (K+), magnesio (Mg+2), etec. Los nutrientes están disponibles para las plantas al ser solubilizados o absorbidos a partir de los minerales y absorbidos por la capacidad de intercambio catiónico de las arcillas y del material orgánico bien descompuesto.

Aún más, los organismos del suelo convierten muchos elementos de moléculas orgánicas a moléculas inorgánicas.

Durante este proceso de mineralización, los elementos se transforman en formas disponibles que las plantas pueden usar. De esta manera, la materia orgánica del suelo, desempeña un papel clave en el ciclaje de nutrientes, tanto como una fuente de capacidad de intercambio de cationes como de depósito de nutrientes, que se convertirán lentamente en formas disponibles mediante la actividad biológica. Como la basta mayoría de los organismos del suelo participan en el proceso de descomposición, ayudan a dirigir el reciclaje de nutrientes.

Uno de los problemas de la producción agrícola convencional es la contaminación de aguas superficiales y subterráneas con nutrientes.

Además la cantidad relativamente alta de nutrientes disponibles en la producción agrícola convencional puede causar mayor susceptibilidad para la infestación de insectos, como también una disminución en valor nutricional de los alimentos producidos. Durante las épocas del año cuando la lluvia (más el riego) excede la evapotranspiración , pueden presentarse cantidades importantes de lixiviación y/o escurrimiento. Si en ese momento se encuentra presente una gran cantidad de nitrato, se produce una 82

contaminación sustancial de las aguas subterráneas. Cuando se utilizan grandes cantidades de fertilizantes comerciales o abonos que contienen nutrientes disponibles para ser usados, es posible que se acumulen altos niveles de nitrato en el suelo. Este problema y entendido como un gran problema ambiental de alcance nacional.

5.4.4 Manejo estratégico del suelo y cultivos para mejorar la calidad del suelo La mejor manera para desarrollar un suelo de alta calidad es manejar el suelo y cultivos, para incentivar la estructura y mantención de altos niveles de materia orgánica, incluyendo la mantención de una cantidad activa de materia orgánica.

Esforzándose en mantener ese objetivo, la práctica de la óptima administración del predio es ineludible. Se dispone de numerosas estrategias para este objetivo y éstas se debieran usar regularmente en todos los predios.

La cantidad de materia orgánica de un suelo en particular es el reflejo de variadas intervenciones en el tiempo, ya sean de origen natural y/o humano. El cambio de contenido de materia orgánica del suelo, después de transcurrido un año, es la diferencia entre lo que se ha agregado y lo que se ha perdido 5.4.4.1

Mejor utilización de los cultivos y otros residuos orgánicos

En muchas partes del mundo, los residuos de los cultivos se ven como estorbo debido a que pueden albergar a plagas de insectos y a veces interferir con la preparación del suelo para el siguiente cultivo.

De esta forma la quema, en el predio, de los residuos de una práctica común. Esto, no obstante, priva al suelo de materia orgánica potencialmente beneficiosa. La quema de residuos reduce el material energético disponible para los organismos del suelo y dará como resultado una disminución de la biomasa microbiana. Además, en los países en desarrollo los residuos de cultivos y abonos se sacan a veces desde el campo, para usarlos como combustible para cocinar, calentar o como materiales de construcción. Estas prácticas, aunque ciertamente más comprensibles que la quema de residuos en el campo, también son dañinas para la formación de materia orgánica del suelo. No sólo no se devuelven los residuos en cantidades suficientes, sino que los suelos desnudos quedan expuestos a la erosión que remueve el mantillo enriquecido con materia orgánica. De este modo, la mejor utilización de los residuos, como mulch o para su incorporación al suelo, mejorará las adiciones de materia orgánica a los suelos y disminuirá la cantidad pérdida por la erosión.

La formación de compost a partir de los desechos domésticos y residuos de cultivos, como también la de otros residuos orgánicos disponibles localmente, pueden proporcionar una mejora valiosa del suelo. La formación de compost ayuda a disminuir la masa de materia, a matar las semillas de malezas y las enfermedades que causan los organismos, disminuye las emanaciones putrefactas posiblemente nocivas y estabiliza los nutrientes. Muchos de estos materiales pueden estar disponibles en pequeñas cantidades en un momento dado y puede no ser posible o no valer la pena aplicarlos directamente al suelo de manera inmediata. Algunos 83

materiales, debido a los problemas de emanaciones o atracción de nemátodos, no pueden simplemente dejarse de lado para un uso futuro. La práctica de formar compost a partir de los materiales orgánicos disponibles le permite así al agricultor una mayor flexibilidad en el uso de diversas fuentes de residuos.

5.4.4.2

Práctica de buenas rotaciones

Desde el punto de vista de la calidad del suelo, existen numerosos factores a considerar cuando se evalúan las rotaciones. Al añadir los residuos de las diferentes especies de plantas a los suelos, las rotaciones ayudan a mantener la diversidad biológica. Esto ocurre porque cada tipo de residuo de plantas, mientras esté disponible para muchos organismos, puede también estimular y/o inhibir a los organismos específicos del suelo. Existe un “efecto de rotación” bien definido, en el que los cultivos sembrados a continuación de otro cultivo (especialmente leguminosas), rinden mejor que cuando se siembran en monocultivo continuo.

Este efecto es adicional a los efectos nutricionales benéficos de nitrógeno al sembrar un cultivo de cereales después de uno de leguminosas. Una parte del efecto de la rotación se puede deber a la colonización de organismos benéficos alrededor de las raíces de los cultivos, proporcionando una mejor protección en contra de los organismos potencialmente dañinos.

Otro problema a considerar al evaluar las rotaciones es el grado de perturbación del suelo causado por la siembra de ciertos cultivos. Los cultivos perennes, sean éstos cultivos arbóreos (con suelo cubierto por cultivos de cobertura o pasto entre los árboles) o forraje perenne para animales, causan de manera significativa menos perturbación al suelo que los cultivos anuales. La perturbación disminuida, como también las mayores cantidades de residuos y biomasa viviente sobre la superficie del suelo por cultivos de cobertura o cultivos de pasto, disminuirán la pérdida de materia orgánica del suelo al reducir la tasa de descomposición y al disminuir la erosión de la superficie del suelo, rica en materia orgánica.

Un tercer problema relacionado con las rotaciones es que los distintos cultivos adicionarán nuevamente diferentes cantidades de residuos al suelo. Los cultivos de forraje perenne tienden a añadir muchos residuos por medio del vuelco de las raíces.

Los restos de hojas y tallos de muchos cultivos de granos pueden además proporcionar un suministro abundante de residuos orgánicos.

5.4.4.3

Uso de cultivos en cobertura

Desde mediados de la década de 1980, ha habido un creciente interés en el uso de cultivos de cobertura. Esto es de hecho el renacimiento del interés en una práctica que se usaba en el antiguo Roma, hace unos 2.000 años, e incluso antes, en China.

Es importante poner énfasis en la importancia de los cultivos de cobertura desde el punto de vista de la calidad del suelo. Los cultivos de cobertura pueden añadir materia orgánica aun suelo cuando se les permite morir o incorporar al suelo. Los cultivos de cobertura, al mantener cubierto el suelo e interceptar las gotas de lluvia, disminuyen la descomposición de los agregados superficiales y de este modo 84

promueven la infiltración del agua en el suelo disminuyendo el escurrimiento y la erosión. Algunos cultivos de cobertura, como el trébol dulce, pueden fomentar el desarrollo de una mejor estructura del suelo a través del crecimiento de sus largas raíces que son capaces de penetrar en subsuelos densos.

5.4.5 Integración de animales a los sistemas de cultivo 5.4.5.1

Uso de abono

Cuando los animales forman parte del sistema de cultivo, se generan numerosas ventajas para mantener la calidad del suelo mediante el manejo de materia orgánica.

Una razón es que habrá abono animal disponible para aplicarlo a los suelos. El abono animal puede desempeñar un papel muy importante al proporcionar nutrientes disponibles para los cultivos y en la constitución de la materia orgánica del suelo.

Otra razón es que habrá una rentabilidad económica proveniente de la incorporación de cultivos de forraje, como alfalfa o combinaciones de trébol-pasto, a la rotación.

Estos cultivos ayudan a construir la materia orgánica del suelo, a formar su estructura y a la incorporación del nitrógeno para ser usado por los cultivos sucesivos. Los animales también pueden, al pastar, arrancar los residuos de los cultivos que podrían albergar agentes patógenos durante el invierno, mientras van dejando atrás el abono.

5.4.5.2

Labranza reducida

En general, mientras mayor sea la perturbación del suelo durante su preparación para el establecimiento del cultivo, mayor será la tasa de descomposición de la materia orgánica. Aunque esto puede proporcionar algunos beneficios al hacer que los nutrientes estén a disposición de las plantas más rápidamente, resulta más difícil mantener niveles altos de materia orgánica en la labranza tradicional (arado con vertedera seguido por discado superficial), lo que causa una mayor perturbación al suelo que en los sistemas de labranza reducidos. Además, el uso de la labranza tradicional tiende a promover la erosión al dejar algunos residuos para proteger la superficie y por lo tanto disminuye la agregación natural.

La gravedad de la perturbación del suelo se puede disminuir en gran parte al usar sistemas de labranza reducidos para la preparación y la siembra. El sistema de labranza reducida más nuevo es el de labranza cero, cuando sólo se perturba una estrecha franja donde se habrá de sembrar la semilla. Esto deja la cantidad máxima de residuos cubriendo el suelo. Otros tipos de sistema de labranza reducida, como el arado de cincel, están también disponibles.

5.4.5.3

Control de la erosión

Debido a que los materiales de los suelos generalmente se remueven del mantillo y son ricos en materia orgánica con respecto al resto del suelo, la erosión es un gran problema de calidad del suelo. El principal problema de sembrar cultivos en suelos erosionados, es que generalmente no existe un mantillo suficiente para una mejor nutrición y las propiedades de almacenamiento del agua. Algunos suelos están particularmente propensos a la erosión eólica y del agua. Los suelos derivados de loes y que contienen grandes cantidades de sedimento y arenas muy finas, como 85

aquellos en el medioeste norteamericano y en la planicie central del norte de China, son sensibles a la erosión causada por el agua y requieren precauciones extras. Las tasas de pérdida del suelo en un agroecosistema erosionado, en ésta región de China, enormes, con 100 a 200 ó más toneladas removidas por hectárea.

Mientras que los suelos con gran cantidad de materia orgánica son menos propensos a la erosión, el control de ésta también ayuda a mantener los niveles de materia orgánica del suelo. El uso de mulch, cultivos de cobertura, cultivos con pasto y labranza reducida (todas tratadas anteriormente) ayudan a reducir la tasa de erosión del suelo, pero se pueden requerir además otras prácticas específicas de control de la erosión. Para los suelos propensos a la erosión, la labranza y la siembra deberían realizarse en contorno. Además sería necesario establecer vías de agua que tengan pasto para ayudar a que el agua abandone el campo sin horadar canales profundos, asimismo se debe nivelar la tierra para ayudar a la que el agua superficial fluya hacia las vías de agua. La construcción de terrazas a nivel del suelo para la siembra es otra práctica de control de la erosión que puede ayudar a estabilizar el suelo.

5.4.5.4

Mejor uso de los ciclos de nutrientes.

Depender de fuentes locales y biológicas de nutrientes es un objetivo en el cual se deberían centrar todos los esfuerzos, puesto que es alcanzable en muchas fincas.

Esto se puede lograr maximizando el uso de nutrientes a medida que se ciclan en el predio. El uso de rotaciones que incluyen los cultivos de pastos con un gran porcentaje de composición de leguminosas puede proporcionar una cantidad sustancial de nitrógeno para los cultivos que no son de leguminosas durante los siguientes dos años. Reducir las pérdidas por lixiviación y escurrimiento de los nutrientes, estructurando la materia orgánica del suelo y el uso de los cultivos de cobertura, ayudará a cerrar el ciclo de nutrientes y promoverá el uso nuevamente de los nutrientes en el campo. Hacer pruebas de suelo regularmente también ayudará a asegurar que no se acumulen niveles excesivos de los nutrientes disponibles.

6. RESUMEN En general, mientras mayor sea la perturbación del suelo durante su preparación para el establecimiento del cultivo, mayor será la tasa de descomposición de la materia orgánica. Aunque esto puede proporcionar algunos beneficios al hacer que los nutrientes estén a disposición de las plantas más rápidamente, resulta más difícil mantener niveles altos de materia orgánica en la labranza tradicional (arado con vertedera seguido por discado superficial), lo que causa una mayor perturbación al suelo que en los sistemas de labranza reducidos. Además, el uso de la labranza tradicional tiende a promover la erosión al dejar algunos residuos para proteger la superficie y por lo tanto disminuye la agregación natural.

La gravedad de la perturbación del suelo se puede disminuir en gran parte al usar sistemas de labranza reducidos para la preparación y la siembra. El sistema de labranza reducida más nuevo es el de labranza cero, cuando sólo se perturba una estrecha franja donde se habrá de sembrar la semilla. Esto deja la cantidad máxima 86

de residuos cubriendo el suelo. Otros tipos de sistema de labranza reducida, como el arado de cincel, están también disponibles.

Debido a que los materiales de los suelos generalmente se remueven del mantillo y son ricos en materia orgánica con respecto al resto del suelo, la erosión es un gran problema de calidad del suelo. El principal problema de sembrar cultivos en suelos erosionados, es que generalmente no existe un mantillo suficiente para una mejor nutrición y las propiedades de almacenamiento del agua. Algunos suelos están particularmente propensos a la erosión eólica y del agua. Los suelos derivados de loes y que contienen grandes cantidades de sedimento y arenas muy finas, como aquellos en el medioeste norteamericano y en la planicie central del norte de China, son sensibles a la erosión causada por el agua y requieren precauciones extras. Las tasas de pérdida del suelo en un agroecosistema erosionado, en ésta región de China, enormes, con 100 a 200 ó más toneladas removidas por hectárea.

Mientras que los suelos con gran cantidad de materia orgánica son menos propensos a la erosión, el control de ésta también ayuda a mantener los niveles de materia orgánica del suelo. El uso de mulch, cultivos de cobertura, cultivos con pasto y labranza reducida (todas tratadas anteriormente) ayudan a reducir la tasa de erosión del suelo, pero se pueden requerir además otras prácticas específicas de control de la erosión. Para los suelos propensos a la erosión, la labranza y la siembra deberían realizarse en contorno. Además sería necesario establecer vías de agua que tengan pasto para ayudar a que el agua abandone el campo sin horadar canales profundos, asimismo se debe nivelar la tierra para ayudar a la que el agua superficial fluya hacia las vías de agua. La construcción de terrazas a nivel del suelo para la siembra es otra práctica de control de la erosión que puede ayudar a estabilizar el suelo.

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87

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10. LARREA, G. 1987. Biología del suelo, los organismos del suelo. Loja, Ec., Universidad Nacional, Facultad de Ciencias Agrícolas.

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REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS EN INTERNET http://www.fhia.org.hn/dowloads/guia_conservacion_de_suelos.pdf

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ANEXOS Anexo 1: El agronivel Es un instrumento muy antiguo utilizado por los agricultores para sembrar a curvas de nivel, en forma de terrazas se conservan mejor los suelos y se disminuye la velocidad d las aguas lluvias y las del riego por gravedad, la perdida y lavado de nutrientes, de materia orgánica mínima.

Para construir el agro-nivel o nivel "A" se necesitan los siguientes materiales:

          

Dos reglas de madera de 2 metros (m) de largo por 5 centímetros (2 pulgadas) de ancho por 2.5centímetros (1 pulgada) de grueso Una regla de madera de 1.10m de largo por 5 centímetros de ancho por 2.5 centímetros de grueso.

Cinta métrica Dos trompos de 20-25 centímetros de alto y 5 centímetros de diámetro Un nivel de cuerda o nivel de albañil Tres clavos de unos 6-8 centímetros de largo Cuerda fina o cáñamo de costurar sacos Lápiz tinta Navaja Seis monedas de 10 centavos Una piedra, o botella con su tapa o rosca para utilizarla como plomada

NOTA. Si no tiene reglas de madera, también puede usar madera rolliza o varas rectas de dos pulgadas de diámetro, las que se dejan secando a la sombra por varios días.

Pasos a seguir para la construcción del agro-nivel o nivel "A"

89

1. Clave los palos de 2 m en uno de los extremos, más o menos a 2.5 cm (1 pulgada) del mismo. La cabeza del clavo debe quedar salida para poner la plomada.

2. Marcar el lugar donde irá el travesaño. Para esto se amarra la cuerda al clavo y con ésta extendida se hace una marca a igual distancia en cada pata.

3. Clave las 2 estacas o trompos sobre la tierra plana a una distancia de 2 metros.

4. Coloque las patas en cada estaca para guiar la apertura del aparato. Clave el travesaño en las marcas que hizo en las patas.

5. Amarre la plomada (hecha con la botella o la piedra) en la cabeza del clavo de tal manera que quede debajo del travesaño. Si está trabajando con el nivel de burbuja o de albañil, amárrelo encima del travesaño

6. Calibración del agro-nivel o nivel "A" 1. Coloque el nivel en un terreno inclinado y marque donde las patas tocan el suelo. Haga una marca en el travesaño en el punto donde lo cruza la cabuya de la plomada

90

7. Dele media vuelta al nivel "A" o Agronivel, de tal manera que cada pata quede sobre la marca donde estaba la otra anteriormente. Ponga una marca con lápiz en el travesaño en el punto donde lo cruza la cabuya. El centro entre ambas marcas se debe marcar; éste indicará el nivel a seguir para trazar curvas a nivel.

8 Para comprobar si realmente el nivel "A" queda bien calibrado y listo para trazar curvas a nivel, coloque el aparato en los trompos, enterrando aquel que está más alto hasta que la cabuya roce la marca central. Después, se cambia la posición de las patas, nuevamente la cabuya debe coincidir con la marca central.

Para trazar curvas con un desnivel de 0.5% tome seis (6) monedas de diez centavos y colóquelas sobre uno de los trompos.

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Coloque una pata del nivel "A" sobre las monedas y la otra pata sobre el otro trompo y observará que la burbuja o gota del nivel de cuerda no está nivelada.

Proceda a buscar un punto en el suelo en donde la burbuja del nivel de cuerda quede nivelada.

De no quedar nivelada, proceda a raspar con la navaja el punto en donde colocará el nivel de cuerda hasta que la burbuja quede a nivel, hágale las marcas con lápiz tinta en ese punto y fije el nivel de albañil con hule de neumático o cabuya.

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