EL COLOR DEL SUELO CAPÍTULO 4 CONTENIDO
Importancia
Determinación Diseño de la Tabla de colores Munsell • El matiz • La claridad • La pureza • La tabla de colores Determinación y descripción del color del suelo Factores que influyen en la determinación del color
Patrones especiales de color en el suelo
OBJETIVOS
Conocer una de las propiedades más visibles del suelo
Aprender a describir el color del suelo utilizando la Tabla de Colores Munsell
Relacionar el color del suelo con procesos pedogenéticos
Relacionar el color del suelo con algunas de sus propiedades físico – químicas
E
l color es una de las características morfológicas más notorias del suelo. Guarda una estrecha relación con sus principales componentes sólidos.
1. IMPORTANCIA Como se ha mencionado anteriormente, el color del suelo se relaciona fuertemente con los componentes sólidos del mismo. Entre las principales relaciones que se han encontrado entre el color y sus componentes, pueden destacarse las siguientes: Schulze et al (1993) obtuvieron una relación estrecha e inversa entre el value del color y el contenido de materia orgánica de los horizontes superiores de suelos ubicados en el mismo paisaje y sin contrastes texturales muy amplios; también encontraron que la fracción orgánica que más influye sobre el color oscuro del suelo es la de los ácidos húmicos. Cuando extrajeron estos ácidos el suelo presentó un mayor cambio en el value, que cuando extrajeron los ácidos fúlvicos. Schwertmann (1993) encontró varias relaciones entre el contenido de óxidos de hierro en el suelo y su color. Asoció estas relaciones a varios ambientes de evolución de esos suelos, como puede verse en la Tabla 4.1. Schwertmann (1993) advierte que, de todas formas, los colores mencionados pueden ser alterados debido al contenido de cada óxido que se presente en el suelo, al tamaño de los cristales, al grado de cristalinidad que ellos presenten, al grado de cementación y a posibles sustituciones isomórficas que se presenten en ellos. La pobre cristalinidad, la baja cantidad, el tamaño pequeño de los cristales y la cementación hacen los colores más claros que las condiciones contrarias. TABLA 4.1. Óxidos de hierro y colores más frecuentes que le imprimen al suelo, así como pedoambientes para su formación y tipo de suelos donde se presentan, según Schwertmann (1993). ÓXIDO (FÓRMULA)
COLOR EN EL SUELO
Goetita (α - FeOOH)
7.5YR – 2.5Y
Hematita (α - Fe2O3)
7.5R – 5YR
Lepidocrocita (γ - FeOOH)
5YR – 7.5YR, value ≥ 6
Ferrhidrita (Fe5O8.4H2O)
5YR – 7.5YR, value ≤ 6
Maghemita (γ - Fe2O3)
2.5YR – 5YR
PEDOAMBIENTE Donde se presente meteorización. Alta temperatura, baja actividad del agua, rápida incorporación de materia orgánica, alta liberación de Fe de las rocas. Sistemas no calcáreos redoximórficos. Oxidación rápida en ambientes húmicos. Usualmente producto de quemas e incendios.
TIPO DE SUELO Todos los que presenten liberación de Fe. Aeróbicos, tropicales y subtropicales con estación seca.
Subgrupos Aquic de zonas subtropicales. Horizontes B espódicos gleizados. Tropicales y subtropicales.
Montenegro y Malagón (1990) también apuntan otras características del suelo, que pueden relacionarse con el color, como:
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Los colores oscuros, en suelos con bajo contenido de materia orgánica, pueden indicar la presencia de complejos de materia orgánica con óxidos de hierro, de carbón, de óxidos de manganeso y/o de magnetita. Los colores rojos indican buen drenaje y buena aireación, así como intensas meteorización y evolución, la mayoría de las veces (ver numeral 5 del Capítulo 1). Los colores grises a blancos pueden mostrar contenidos importantes de cuarzo, caolinita u otras arcillas silicatadas, carbonatos de Ca y/o Mg, yeso, sales y/o óxido ferroso y pueden indicar condiciones de mal drenaje; también pueden indicar muy bajos contenidos de coloides en el suelo (materia orgánica, arcillas y/o sesquióxidos de Fe y Al), característicos de horizontes sometidos a procesos intensos de eluviación. Los moteos, generalmente, se presentan en suelos con problemas de mal drenaje.
Aparte de lo anterior, algunas veces el suelo presenta el color del material parental, es decir, presenta colores litocrómicos. Este fenómeno puede estar relacionado con un bajo grado de alteración del material original del suelo o con la presencia de materiales parentales muy oscuros, como en el caso de lutitas negras, que le trasmiten al suelo este color o con una baja incorporación de materia orgánica. Los climas secos favorecen la expresión de colores litocrómicos en el suelo. El color del suelo, tradicionalmente, se ha utilizado como criterio de clasificación y el sistema taxonómico americano (Soil Survey Staff, SSS, 1999, 1998) no ha sido la excepción. En la taxonomía se usa el color para definir algunas características diagnósticas, así como algunos taxa: Los epipedones como mólico, úmbrico, antrópico, melánico y ócrico deben cumplir requisitos de color en su definición y diferenciación. Algunos endopedones (ágrico) o los materiales que los caracterizan (materiales espódicos, álbicos, etcétera) están definidos por color. El régimen ácuico y las condiciones de reducción imprimen al suelo características particulares de color: colores grises y/o moteos. En la nomenclatura de la clasificación taxonómica de los suelos (SSS, 1999, 1998), hay bastantes partículas en los nombres que se definen, entre otras características, con base en el color; por ejemplo: Al nivel de suborden: Alb, Aqu. Al nivel de gran grupo, en algunos órdenes, se presentan: Alb, Fulv, Fulvi, Rhod, Umbr. En los subgrupos se han establecido: Aeric, Albaquic, Aquandic, Aqueptic, Aquertic, Aquic, Aquollic, Aquultic, Chromic, Fluvaquentic, Humaqueptic, Mollic, Rhodic, Spodic, Umbreptic, Umbric, Xanthic. La familia Ferrihúmica de los Histosoles se define, entre otras propiedades, por el color.
2. DETERMINACIÓN El color del suelo puede caracterizarse en forma precisa mediante el uso de los espectrofotómetros. Estos equipos registran la cantidad de luz que refleja el suelo en todas las longitudes de onda del espectro visible (entre 400 y 700 nm), produciendo unas curvas de pendiente positiva llamadas curvas de reflectancia espectral. La transformación de los valores de reflectancia del suelo a color se puede hacer mediante procesos matemáticos y/o computacionales (Torrent y Barrón, 1993). 120
Para fines prácticos, el color del suelo se determina por comparación del color del suelo (un fragmento de éste) con un catálogo de colores ordenados en unas secuencias específicas, contenidas en una libreta conocida comúnmente como “ La tabla de colores Munsell” (Munsell Color, 1990) de amplio uso a escala mundial y de fácil manejo en el campo.
2.1. DISEÑO DE LA TABLA DE COLORES MUNSELL Como ya se mencionó, la tabla Munsell es un catálogo que agrupa una serie de colores que sirven para calificar el color del suelo. En este sistema de evaluación del color, este atributo se caracteriza mediante tres parámetros: Matiz (Hue), Claridad o brillo (Value) y Pureza (Chroma).
2.1.1. El matiz (Hue) El matiz o hue es, según Soil Survey Division Staff (SSDS, 1993), una medida de la composición cromática de la luz que llega al ojo, es decir, establece el color dominante del suelo. El sistema Munsell se basa en 5 matices básicos: rojo (R ), amarillo (Y), verde (G), azul (B) y púrpura (P), así como en 5 matices combinados de los anteriores: Amarillo – rojo (YR ), verde – amarillo (GY), azul – verde (BG), púrpura – azul (PB) y rojo – púrpura (RP) (Munsell Color, 1990). Las letras resaltadas en el párrafo anterior corresponden a la primera letra del color que las precede, en inglés, por ejemplo, Y de Yellow (amarillo). Cada uno de los matices tiene diferentes tonalidades que se especifican mediante números entre cero (0) y diez (10) colocados antes de la letra correspondiente. Así, un suelo rojo puede tener diferentes cantidades de rojo: 2.5R, 5R, 7.5R o 10R. En la escala de matices, el color correspondiente a cero, es equivalente al 10 del matiz que está a continuación de él; tomando el ordenamiento de algunos matices: Rojo (R), rojo amarillento (YR) y amarillo (Y), se tiene entonces que el matiz 0Y es equivalente al matiz 10YR; por esta razón, el color con matiz de cero no se considera al momento de hacer la descripción del mismo.
2.1.2. La claridad (Value) La claridad define el grado de oscuridad del color, en términos de la cantidad de blanco o de negro que él tenga; es una medida de la cantidad de luz que llega al ojo, bajo condiciones estándar de iluminación. La cantidad de negro o de blanco se especifica mediante una escala que va de cero (0) a diez (10), en la cual el cero corresponde al negro puro y el 10 al blanco puro; los colores oscuros tienen value entre 0 y 5 y los claros entre 5 y 10 (SSDS, 1993).
2.1.3. La pureza (Chroma) La pureza indica la magnitud de la dilución que tiene el color, debida a la presencia de colores grises; los valores que puede tomar este atributo van, según Munsell Color (1990), desde cero (0) para el gris neutro, hasta 20 para aquella situación de ausencia de gris. Sin embargo, para los suelos, este rango se restringe a valores comprendidos entre 0 y 8 (SSDS, 1993). Este parámetro está directamente relacionado con la cantidad de materia orgánica acumulada en el suelo. 121
2.1.4. La tabla de colores Con la combinación de los componentes mencionados, anteriormente, se diseñaron las diferentes cartas de color Munsell. En ellas cada página corresponde a un Hue (matiz) específico que aparece en la parte superior derecha de dicha página. En cada una de las páginas están las divisiones correspondientes al Value (claridad) y al Chroma (pureza). Las divisiones del value se presentan en la vertical de la hoja, incrementando su valor, es decir, tornando más claro el color, en la dirección de abajo hacia arriba. Las variaciones que presenta el color en chroma se encuentran señaladas en la parte inferior de la hoja y los valores que toma se incrementan desde el extremo izquierdo hacia el derecho. En cada carta de hue, en la intersección de los values con los chromas, se encuentra una plaquita rectangular de papel, con el color correspondiente a cada combinación value – chroma del hue correspondiente; entre cada dos placas consecutivas, verticalmente, se encuentra una perforación circular que funciona, a manera de ventana, para asomar por ella la muestra del suelo al cual se le quiere determinar el color. En la Figura 4.1 se presenta la distribución de los colores correspondientes al matiz 10R, tal como aparece en la tabla Munsell de color (Munsell Color, 1990).
2.2. DETERMINACIÓN Y DESCRIPCIÓN DEL COLOR DEL SUELO La determinación del color de un suelo se lleva a cabo mediante la comparación de una muestra del mismo con las plaquitas de colores que componen cada una de las cartas de hue disponibles en la tabla; esta comparación se hace colocando la muestra en la ventana que se encuentra entre las placas coloreadas, estudiando varias alternativas, hasta que se encuentre la plaquita que coincida, lo más cerca posible, con el color que tiene el suelo. En la descripción del color del suelo se utilizan dos parámetros: La notación Munsell y el color Munsell. La notación define los valores para los parámetros hue, value y chroma del color del suelo. El color Munsell asigna un nombre de color a una determinada notación, con el fin de uniformizar la nomenclatura que se dé a los colores y ellos se encuentran en la página opuesta a la página donde se presentan las plaquitas de color correspondientes a cada hue. Cuando se ha encontrado el color del suelo en la tabla, se procede a establecer su notación Munsell; en la parte superior derecha de la hoja respectiva se busca el hue correspondiente; en la margen izquierda se encuentran los numeradores de una fracción que corresponden al value; se toma el value que identificó el color del suelo y se coloca a continuación del hue; luego, en la parte inferior de la hoja se encuentran los chromas, en forma de denominadores de fracciones; se toma el que corresponde al color de la muestra y se coloca como denominador de la fracción que se inició con el value, completando así la notación del color buscado. En la página opuesta a la de las notaciones de los colores se ubica la notación que resultó elegida y se toma el nombre del color Munsell que le corresponde, queda identificado así el color del suelo.
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FIGURA 4.1.
Colores de la tabla correspondientes al matiz 10R (Adaptada de Munsell Color, 1990).
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La descripción del color del suelo está compuesta, entonces, de una notación de la forma hue value/chroma, seguida de un nombre; por ejemplo, si el suelo presentó un hue 10R (ver Figura 4.1), el value fue de 3 y el chroma de 2, la notación Munsell de su color es: 10R3/2; el nombre Munsell de esta notación es rojo oscuro; la descripción completa y correcta de este color, según el SSDS (1993) es: 10R3/2 (rojo oscuro). Hay suelos que no presentan valor de pureza, es decir, el chroma en la tabla corresponde a cero (0). En estos casos los colores corresponden al negro puro, al blanco puro o al gris puro, por lo que se consideran acromáticos. Cuando se da esta situación, el suelo tampoco tiene matiz y éste es reemplazado por la letra N (de Neutro). El color del suelo en este caso, se describe con dicha letra, seguida por el valor de la claridad del color, quedando una fracción sin denominador; por ejemplo, en la tabla de colores se encuentra, en el matiz 2.5YR, una columna de colores con chroma de cero y con values entre 2.5 y 6. El color más oscuro de esta columna se identifica con la notación y el color N2.5/ (negro). Debe tenerse en cuenta que las escalas utilizadas para cuantificar los parámetros del color en la
La descripción del color del suelo está compuesta, entonces, de una notación de la forma hue value/chroma, seguida de un nombre; por ejemplo, si el suelo presentó un hue 10R (ver Figura 4.1), el value fue de 3 y el chroma de 2, la notación Munsell de su color es: 10R3/2; el nombre Munsell de esta notación es rojo oscuro; la descripción completa y correcta de este color, según el SSDS (1993) es: 10R3/2 (rojo oscuro). Hay suelos que no presentan valor de pureza, es decir, el chroma en la tabla corresponde a cero (0). En estos casos los colores corresponden al negro puro, al blanco puro o al gris puro, por lo que se consideran acromáticos. Cuando se da esta situación, el suelo tampoco tiene matiz y éste es reemplazado por la letra N (de Neutro). El color del suelo en este caso, se describe con dicha letra, seguida por el valor de la claridad del color, quedando una fracción sin denominador; por ejemplo, en la tabla de colores se encuentra, en el matiz 2.5YR, una columna de colores con chroma de cero y con values entre 2.5 y 6. El color más oscuro de esta columna se identifica con la notación y el color N2.5/ (negro). Debe tenerse en cuenta que las escalas utilizadas para cuantificar los parámetros del color en la tabla Munsell, admiten divisiones con decimales. Lo anterior quiere decir que, aunque en la tabla no se encuentre especificada la claridad correspondiente a 3.5, ella existe y es posible encontrar un suelo que se ubique, en la tabla, exactamente en un color cuyo value sea intermedio entre 3 y 4, teniendo que definirlo como 3.5; igual puede ocurrir para el matiz y para la pureza (Munsell Color, 1990).
2.3. FACTORES QUE INFLUYEN EN LA DETERMINACIÓN DEL COLOR El color que es percibido por el ojo es la cantidad de energía de una longitud de onda definida que llega a él. Ésta ha sido reflejada por el objeto que se está observando, después de que él ha absorbido parte del total de la energía que le llegó. Aparte de aquellos factores físicos relacionados con la luz y el color, la determinación del color en el suelo se ve afectada por varios factores, como: Cantidad y tipo de luz que cae sobre la muestra, ya que de ella depende la que se va a reflejar hacia el ojo; el color determinado en campo abierto con luz natural es diferente al que se obtiene bajo la luz de una lámpara fluorescente. La superficie del suelo que se mira: superficies muy rugosas dispersan ampliamente la luz que reflejan, reduciendo la cantidad de ella que llega al ojo; este efecto es más intenso en la medida en que el ángulo de incidencia de la luz sea más agudo. La humedad de la muestra: a mayor contenido de humedad en la muestra, más oscuro se torna el color. Las consideraciones anteriores han llevado a recomendar que el color del suelo se debe tomar en condiciones de luz natural directa sobre la muestra y en estado húmedo; cuando se toma el color en muestras secas, se debe hacer constar esta situación en la descripción del mismo.
3. PATRONES ESPECIALES DE COLOR EN EL SUELO No siempre el suelo o sus horizontes presentan colores homogéneos en todo su espesor, sino que manifiestan patrones en la distribución de varios colores en ellos; la manera más común en que se 124
presentan estos rasgos en el suelo corresponde a manchas de diversos colores inmersas dentro de un color dominante y homogéneo, que se denomina el color de la matriz del suelo. La presencia de moteos debe hacerse notar siempre, puesto que ellos pueden ser indicativos de la presencia de condiciones reductoras en el ambiente de evolución del suelo o de bajo grado de meteorización del material parental del mismo. Para describir la situación planteada anteriormente, primero se establece el color de la matriz del suelo, como se indicó en el numeral 2.2. Luego se describen las características de los moteos así: Su color, el cual se determina en la misma forma que en la matriz; la forma que presentan (puntos, rayas, bandas, etc.), la abundancia relativa, el tamaño y el contraste que presentan con la matriz. Hay casos extremos en los que se presentan tantos colores en el horizonte, que no se puede definir uno dominante para él; en ellos se nombra el color como variegado y su determinación se hace como se ha descrito antes, pero después de amasar el suelo mojado hasta que homogenice el color; hay que hacer la advertencia de que el color se tomó en suelo amasando. Con relación a la abundancia, el SSDS (1993) establece las siguientes divisiones: Abundantes: Si se presentan en más del 20% de la superficie expuesta del horizonte. Comunes: Si los moteos ocupan entre el 2 y el 20% de la superficie expuesta del horizonte. Pocos: Si ocupan menos del 2% de la superficie expuesta en el horizonte. Según el tamaño que presenten, los moteos los clasifica el SSDS (1993) como: Gruesos: Si tienen diámetro mayores a 15 mm. Medianos: Si tienen diámetro entre 5 y 15 mm. Finos: Cuando el diámetro es menor de 5 mm. Con respecto a la nitidez (contraste) no hay definiciones tan precisas como para las otras características y pueden utilizarse los términos tenues, definidos y prominentes para describirla, pasando de menor a mayor contraste, respectivamente (SSDS, 1993).
RECORDAR
El color refleja buena parte de la composición de sólidos que tiene el suelo. El color ayuda a identificar la acción de algunos procesos pedogenéticos. El color del suelo se determina, por comparación, con una tabla de colores, en muestras húmedas y bajo la luz natural directa. El color se describe con tres parámetros, presentados de la siguiente manera: Matiz Claridad/Pureza. A menor claridad y menor pureza, más oscuro es el color. El color no siempre es homogéneo en todo un horizonte del suelo, pueden presentarse manchas de otros colores, con diversas formas y tamaños, dentro de un color de fondo, homogéneo.
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BIBLIOGRAFÍA MONTENEGRO, H y D. MALAGÓN. 1990. Propiedades físicas de los suelos. Instituto Geográfico Agustín Codazzi (IGAC). Bogotá. 813 p. MUNSELL COLOR. 1990. Munsell soil color chart. Baltimore. SCHULZE, D. G. et al. 1993. Significance of organic matter in determining soil color. In: Soil color. J. M. Bigham y E. J. Ciolkosz editores. SSSA special publication No. 31. Madison. pp: 71-90. SCHWERTMANN, U. 1993. Relations between iron oxides, soil color and soil formation. In: Soil color. J. M. Bigham y E. J. Ciolkosz editores. SSSA special publication No. 31. Madison. pp: 51-69. SOIL SURVEY DIVISION STAFF (SSDS). 1993. Soil survey manual. Handbook No. 18. United States Department of Agriculture (USDA). Washington D. C. 437 p. SOIL SURVEY STAFF. (SSS) 1999. Soil Taxonomy. A Basic System of Soil Classification for Making and Interpreting Soil Surveys. 2a. Ed. Agriculture Handbook Nº 436. USDA. Washington D. C. 869 p. SOIL SURVEY STAFF (SSS). 1998. Keys to soil taxonomy. 8ª. Ed. USDA. Washington D. C. 326 p. TORRENT, J. and V. BARRON. 1993. Laboratory measurement of soil color: Theory and practice. In: Soil color. J. M. Bigham y E. J. Ciolkosz editores. SSSA special publication No. 31. Madison. pp: 21-33.
AUTOEVALUACIÓN 1. 2. 3. 4. 5.
¿Por qué la porción superficial del suelo presenta los colores más oscuros, en la mayoría de los casos?. ¿Por qué se presentan cambios de color entre diferentes porciones dentro del suelo?. ¿Qué son colores litocrómicos y qué puede indicar su presencia en el suelo?. Diga 5 características diagnósticas de la taxonomía de suelos que se definan con el color. ¿Qué es una Tabla Munsell?. ¿Con cuáles parámetros se caracteriza el color del suelo y qué significa cada uno?. ¿Cómo se describe el color de un suelo que tiene chroma igual a cero?. 6. ¿Con qué condiciones se debe determinar el color del suelo?. 7. ¿Cuál de los siguientes colores es más oscuro: 10YR6/6 o 10YR3/2 ?. 8. ¿Qué pueden indicar los siguientes colores en el suelo?: a. Rojo. b. Gris. c. Moteado. d. Azul. e. Blanco.
EVALUACIÓN 1 ¿Qué notación de color le corresponde a un suelo que se encuentra en la mitad de 5Y5/3 y 5Y5/4?.
2. Enumere 4 procesos pedogenéticos específicos que afecten directamente el color del suelo y diga qué color o característica produce en él cada uno (Ayudarse consultando el Capítulo 2). 3. Seleccionar algunos perfiles de suelos en algún informe de levantamiento de suelos y analizar cuál de los parámetros que caracterizan el color cambia más sistemáticamente con la profundidad del suelo y cómo se relaciona con el cambio en el contenido de materia orgánica.
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