Taller de estructura del suelo
1. ¿Cuál es el concepto concepto de Estructura Estructura del suelo suelo y como se se define de acuerdo al interés científico de los investigadores?
La estructura del suelo es definida por la forma en que se agrupan las fracciones minerales del suelo, es decir, las partículas de arcilla, limo y arena; estas al momento de agruparse toman el nombre de “agregados”.
La agregación del suelo puede tener gran variedad de for ma, por tanto existen diferentes estructuras del suelo dependiendo de los agregados, el grado (grado de de agregación) y su tipo (tamaño medio), varios varios ejemplos de lo anterior pueden verse en las estructuras que posean distinto tipo de agregación, como las estructuras fuertes que se caracterizan por tener agregados bien formados y, a diferencia de las estructuras débiles, estos estos son duraderos y evidentes evidentes en suelos no alterados. La distribución de las partículas mencionadas al principio a distintos niveles de profundidad son conocidos como como los horizontes, por tanto dependiendo el tipo y forma de la estructura del suelo, se realizan estudios de sus horizontes. 2. ¿Cómo afecta el tipo de de material parental parental la naturaleza y propiedades de las partículas primarias de la fase solida del suelo?
La roca madre al ser la principal causa de la formación de los horizontes, es decir básicamente de todo el suelo, su meteorización o la forma en que esta se descomponga afectará directamente a la naturaleza, puesto que al ser la generadora de suelo, y este a su vez, al ser el encargado de sostener todo el material vegetal presente, incidirá de forma directa a la naturaleza. Así pues, cada fracción del suelo, incide en forma distinta al suelo: La fracción arcilla tiene propiedades texturales de los suelos. Estos elementos finos son los que tienen mayor superficie e specífica, siendo a veces llamados también “coloides minerales”. Presentan propiedades
particulares en cuanto a la Capacidad de Intercambio Catiónico ( CIC), fijación del agua, plasticidad y cohesión. Cabe señalar que l as propiedades de la fracción arcilla no son constantes y dependen de la composición mineralógica. La composición mineralógica de la fracción limo puede tener mucha importancia desde el punto de las reservas de nutrientes. Los suelos limosos son considerados de una categoría intermedia entre los arenosos y los arcillosos, pues poseen algo de plasticidad y de cohesión (tenacidad) y esto es debido a que en su composición tienen algo de arcilla.
Los suelos que tienen predominancia de fracciones gruesas, como ser las arenas, gravas etc., son llamad os también “suelos abiertos” y poseen buenas propiedades físicas, alta velocidad de infiltración (buen drenaje), alta permeabilidad, buena aireación y fácil laboreo, porque se desmenuzan fácilmente por su poca plasticidad y tenacidad. Su principal limitante será la baja fertilidad natural, claramente observable por ejemplo en muchos suelos formados sobre areniscas. 3. Que es un agente floculante y como actúa, cuales son los más frecuentes en el suelo y cuales presentan mayor acción.
Un Agente floculante es una sustancia "coagulante". Consiste en la agrupación de las partículas de una suspensión coloidal, provoca un precipitado que arrastra la materia en suspensión y acelera su sedimentación; Es útil para mejorar los procesos de filtración agrupando partículas en suspensión formando fóculos. Para los suelos se utilizan agentes floculantes que tengan generalmente Calcio, compuestos férricos ya que estos favorecen la formación de poros y pequeñas grietas que facilitan el movimiento del agua al llegar al suelo. 4. ¿En que consiste el fenómeno de cementación, referido a la estructura del suelo, que agentes cementantes hay y como obran?
Es la cualidad que presenta un horizonte cuando en su interior se produce la recristalización de sustancias solubles que encierran 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. El carbonato cálcico es uno de los más importantes agentes cementantes. Éste, en presencia de dióxido de carbono, se t ransforma en bicarbonato que es soluble, lo que suele suceder en los horizontes superiores del suelo por la elevada presión parcial del gas debida al desprendimiento del mismo por los procesos respiratorios de los organismos. A medida que se profundiza decrece la presión parcial del dióxido de carbono al tiempo que se van desecando los restos de solución que impregna los poros finos del suelo, volviendo a formarse el carbonato, muy poco soluble, que precipita y cristaliza f ormando una tupida red que engloba a los restantes componentes sólidos del suelo. 5. ¿Cómo se describe a nivel micro morfológico la estructura del suelo y cuál es su utilidad?
Al micro-nivel, el material suelo se divide en dos componentes principales: la matriz de suelo, la cual corresponde al material suelo in situ, y los rasgos pedológicos. Cada uno de estos dos componentes se subdivide en elementos que desempeñan papeles importantes en el funcionamiento del suelo, incluyendo el plasma, el espacio poroso, los granos de esqueleto, y los rasgos pedológicos.
El plasma constituye la fase activa del material sólido, donde tienen lugar las reacciones químicas y físicoquímicas y que controla la movilidad mecánica de las partículas finas. El plasma está dotado de tres tipos de propiedades: coloidales, de solubilidad y de quelato, las cuales dominan en suelos francos y arcillosos. Los poros varían en configuración y localización dentro y entre agregados, y por estas razones cumplen con diferentes funciones. Los poros de envoltura se localizan alrededor de los agregados y controlan la permeabilidad, con su influencia en el drenaje, y la adhesividad entre agregados. Las vesículas son espacios vacíos cerrados, sin función activa. Las cámaras son poros abiertos en una de sus extremidades, que conservan humedad aún cuando el suelo parezca seco; son sitios donde se concentra la microfauna (bacterias) Las características micromorfológicas del suelo representan una importante fuente de información para la interpretación genética de los suelos y para inferir propiedades y cualidades del suelo que controlan procesos geomorfológicos. Los rasgos pedológicos, los cuales se refieren a las adiciones y transformaciones que tienen lugar en el material pedológico, son indicadores de la formación y evolución de los suelos. Especialmente la traslocación de substancias (p.e. iluviación de arcilla) es reveladora de una dinámica pedogenética. El análisis micromorfológico permite también identificar influencias paleoambientales en suelos poligenéticos (Jungerius, 1985b) y correlativamente en la evolución del paisaje geomorfológico.
6. ¿Cuáles son las relaciones genéticas implícitas en la estructura del suelo y que relaciones guardan con los factores y procesos formadores de los suelos?
Existen variantes de clasificación genética de las geoformas basadas en las subdivisiones convencionales de la geomorfología como disciplina científica en áreas especializadas concernidas con diferentes tipos de geoformas. La clasificación genético-corológica se basa en el concepto de zona morfogenética, cuya distribución latitudinal y altitudinal es paralela a la subdivisión de la superficie terrestre en amplias zonas bioclimáticas, generando una serie de dominios morfoclimáticos con su asociación de geoformas: glaciar, periglaciar, templado (húmedo, seco), mediterráneo, subtropical, y tropical (húmedo, seco). Esta clasificación combina origen y distribución geográfica de las geoformas. Se utiliza frecuentemente para presentar las geoformas por capítulos en los manuales de geomorfología. Este tipo de clasificación se basa en alguna modalidad de estructura jerárquica y conduce a una tipología de las geoformas, pero no provee una clara definición de los criterios utilizados en la jerarquización y en la tipificación. Hay tendencia de enfatizar un
tipo de atributo de las geoformas en detrimento de los demás: por ejemplo, la dimensión, o la génesis, o la distribución geográfica. 7. ¿En que consiste la agregación de las partículas del suelo y como se genera este proceso? Por definición, grado de estructura es la intensidad de agregación y expresa la diferencia entre la cohesión* dentro de los agregados y la adhesividad* entre ellos. Debido a que estas propiedades varían
según el contenido de humedad del suelo, el grado de estructura debe determinarse cuando el suelo no esté exageradamente húmedo o seco. Existen cuatro grados fundamentales de estructura que se califican entre O y 3, de la manera siguiente: 0 Sin estructura: condición en la que no existen agregados visibles o
bien no hay un ordenamiento natural de líneas de debilidad, tales como: Estructura de aglomerado (coherente) donde todo el horizonte del suelo aparece cementado en una gran masa; Estructura de grano simple (sin coherencia) donde las partículas individuales del suelo no muestran tendencia a agruparse, como la arena pura; 1 Estructura débil: está deficientemente formada por agregados indistintos apenas visibles. Cuando se extrae del perfil, los materiales se rompen dando lugar a una mezcla de escasos agregados intactos, muchos quebrados y mucho material no agregado; 2 Estructura moderada: se caracteriza por agregados bien formados y diferenciados de duración moderada, y evidentes aunque indistintos en suelos no alterados. Cuando se extrae del perfil, el material edáfico se rompe en una mezcla de varios agregados enteros distintos, algunos rotos y poco material no agregado; 3 Estructura fuerte: se caracteriza por agregados bien formados y diferenciados que son duraderos y evidentes en suelos no alterados. Cuando se extrae del perfil, el material edáfico está integrado principalmente por agregados enteros e incluye algunos quebrados y poco o ningún material no agregado.
8. Cuáles son los agentes físicos y biológicos que actúan sobre la agregación del suelo, explique brevemente.
Agentes físicos: El agua, al correr éntrelas fisuras de las rocas, va disolviendo y transportando sus minerales más solubles. El viento desprende y levanta pequeños trozos de roca y las mueve hacia otros lugares. El calor irradiado por el soldurante el día, hace que las rocas se dilaten, mientras que en la noche, se enfrían y contraen. Con este cambio de temperatura, las rocas se agrietan y rompen en trozos más pequeños. Agentes biológicos: Existe una gran cantidad de organismos microscópicos que ejercen su acción forma-dora de suelo. Por ejemplo,
las raíces de plantas y árboles que rompen las rocas al crecer entre ellas, también están los musgos y líquenes que secretan sustancias que disuelven parte de las rocas y las fragmentan, para obtener así nutrientes para su crecimiento y desarrollo. 9. Discuta la acción cementante de los compuestos que integran los diferentes tipos de humus
El humus actúa como agente cementante de las partículas del suelo aglutinándolo y formando agregados (terrones). Un suelo arcilloso o arenoso posee malas características físicas en cuanto a retención de humedad, aireación y drenaje, pero la acción cementante de la materia orgánica mejora dichas propiedades al formar agregados. En la medida que aumenta el contenido de humus del suelo, este presenta mayor porosidad; poros grandes encargados del drenaje y micro poros responsables de retener agua en forma capilar. Simultáneamente, en la medida que aumentan los poros, la densidad disminuye y el suelo se hace más liviano. 10. ¿Cuál es el efecto de los factores cementantes de materiales orgánicos e inorgánicos de la estructura del suelo? Explique cuáles y por qué son más estables
En cuanto a la acción cementante de los materiales orgánicos constituyen los principales agentes cementantes y de conservación de la estructura en los suelos tropicales. Debe anotarse que la acción orgánica supera la de los óxidos e hidróxidos de Hierro y Aluminio, aun cuando estos determinen la agregación de aquellos horizontes subsuperficiales con altos contenidos de ellos. Los principales cementantes inorgánicos son los sesquisoles de fierro y aluminio que forman coloides irreversibles o muy lentamente reversibles, y que ayudan a formar agregados estables a la acción del agua. Este efecto se nota en los latosoles de los suelos tropicales que, aunque tienen altos contenidos de arcillas ácidas, están generalmente bien agregados. Los tamaños menores de los agregados son del tamaño de la arena fina, por lo que forma poros de tamaño suficiente para permitir una percolación rápida del exceso de agua. El carbonato de calcio que se precipita alrededor de las partículas de suelo también actúa como cementante. El exceso de sales provoca la floculación de las arcillas aun en suelos saturados de sodio. 11. ¿Cómo se clasifica el humus según sus parámetros bioquímicos, explíquelo?
La clasificación bioquímica y ecológica del humus integra las características de evolución húmica en un contexto global asociado a los factores evolutivos de los suelos. Según los parámetros indicados por
Duchaufour (1977) el tipo predominante de humus se encuentra en el rango moder-mull, es decir constituye un tipo de humus indicativo de evolución orgánica parcial (moder) o asociada ya sea con influencia bioclimática (mull chernozénico) o de predominio biológico (mull ácido y mull eutrofo). 12. ¿Cuáles son las fuerzas responsables de la formación de las unidades estructurales explique cada una.
La cohesión es una de las fuerzas generadoras de la formación del suelo ya que une partículas en la estructura de la tierra. Esta fuerza no requiere de la existencia de ninguna presión que la comprima. La adhesión es otra fuerza ya que es la encargada de mantener unidas las partículas de suelos a medida que se incrementa el contenido de humedad. La estabilidad de la estructura del suelo, es una estimación de la capacidad del suelo para mantener la arquitectura de la fracción sólida y del espacio poroso cuando se someten a la acción de fuerzas originadas por la acción del agua o de esfuerzos mecánicos externos 13. Como se degrada la estructura del suelo y sus principales consecuencias
El suelo es degradado por el mal uso que el hombre le da a los recursos edáficos, por ejemplo: La pérdida de la materia orgánica puesto que Cuando el hombre cultiva la tierra y no repone la materia orgánica que pierde los agregados del suelo terminan por deshacerse en sus partículas constitutivas (pérdida de geles húmicos), empeorando su estructura. Así mismo, al aumentar el contenido de sales potásicas y sódicas del suelo, en detrimento de otros cationes, que como el calcio, son vitales para la nutrición vegetal. Bajo estas circunstancias, el pH del suelo aumenta en exceso (por encima de 8.5), generándose una captura muy descompensada de los nutrientes que requieren las plantas. Otra de las causas y por ende consecuencias que conlleva la degradación del suelo es la compactación que consiste en la pérdida de la estructura del suelo, el suelo pierde espacio poroso y volumen tornándose más pesado.
14. Como se corrige una estructura desfavorable, explique
La base para lograr un suelo sano, o una estructura de suelo favorable se logra con el suministro continuo de suficiente materia orgánica, la cual, al descomponerse por la acción alimenticia de las lombrices, bacterias, hongos, insectos, mil pies y nematodos, entre otros, la
transforman en humus. Éste último libera minerales, brindando nutrientes a las plantas y buenas condiciones ecológicas y de alimento para los organismos vivos del suelo. Un buen suelo usualmente contiene de 3 a 8% de materia orgánica. Cuando los suelos no tienen suficiente materia orgánica, entonces falta suficiente vida, que permita el correcto funcionamiento del mismo, faltando también las características que permiten al suelo tener una estructura que realice la absorción del agua, la liberación de nutrientes y la resistencia a condiciones extremas. En algunos casos no se debe desechar el uso de fertilizantes químicos; Se deben usar sólo en campos pobres en nutrientes y con poca materia orgánica, pueden ser un camino para incrementar la cantidad de materia orgánica. 15. ¿Cuáles son los aspectos vinculados a la agregación que están relacionados con el manejo del suelo?
La agregación involucra la adhesión de partículas, y más alta resistencia a la compactación. Asì mismo La agregación del suelo es una excelente forma para evaluar la calidad del suelo porque integra propiedades físicas, químicas y biológicas, es fácil de medir, sensible a variaciones del clima, manejo, y detecta cambios en el suelo como resultado de la degradación antropogénica. Un ejemplo de lo anterior puede ser: Una densidad aparente de un suelo arenoso está entre 1,5- 1,7 g/cm 3. Esto calcula su porosidad entre 0,43-0,36. Una densidad aparente de un suelo arcilloso es de 1,1- 1,3 g/cm 3, dando una porosidad de 0,58-0,51. Así puede intuitivamente ir entendiendo el por qué los suelos arcillosos son pesados, implicando menor porosidad gracias al grado de agregación que tenga el suelo
16. Cuál es la secuencia de descomposición de los componentes de la materia orgánica en los suelos y puede ser modificada, explique
La Materia Orgánica del Suelo es la suma de todo el material orgánico biológico (de cualquier origen) que se encuentra en el suelo o en su superficie, vivo, muerto o en cualquier estado de descomposición, excluyendo la parte aérea de las plantas vivas. Este proceso realiza una secuencia de descomposición de varios componentes que hacen parte de la materia orgánica, como lo son: 1. Fracciones de C soluble en agua, azúcares, ácidos orgánicos,
proteínas y parte de hidratos de carbono no estructurales. 2. Polisacáridos estructurales: celulosa, hemicelulosa. 3. Lignina (fracción estable de la m.o.). Estas funciones que influyen en la descomposición de la materia orgánica puede variar según factores de: Edofaunda, humedad,
ambiente ya sea aerobio o anaerobio, clima, tipo de suelo y vegetación. No todos los suelos tienen la misma cantidad ni materia orgánica, todo depende de sus factores. 17. Cuál es el manejo que se le debe dar a la materia orgánica del el suelo tanto natural como incorporada. Explique
18. Como se utiliza la materia orgánica para la clasificación de los suelos, explique también desde el punto de vista taxonómico.
La clasificación de suelos es una categorización sistemática de suelos basado en características distintivas y criterios de uso. Cada tipo de suelo posee un porcentaje diferente de materia orgánica, puede que haya suelos en el que su horizonte sea de mayor % de M.O como en otros que puede ser muy mínimo, también puede variar su color, textura, saturación o no de agua, materia orgánica fabrica. 19. ¿Cómo se evalúa la estructura en el suelo? Explique varios métodos y sus objetivos
La estructura del suelo se define por una forma, un tamaño y un grado de desarrollo de los agregado.
Forma. Es la tendencia a manifestarse con un determinado hábito. Se definen los siguientes tipos.
Migajosa
Agregados porosos de forma redondeada (no se ajustan a los agregados vecinos). Típica de los horizontes A
Agregados sin apenas poros en su interior, de forma redondeada (no se ajustan a los agregados vecinos). Es similar Granular a la migajosa pero con los agregados compactos. Típica de los horizontes A. Agregados de forma poliédrica, con superficies planas, de aristas vivas y con vértices. Las caras del agregado se ajustan Angular muy bien a las de los agregados vecinos. Típicamente en los horizontes arcillosos, como son los horizontes B. Agregados de forma poliédrica, con superficies no muy planas, de aristas romas y sin formación de vértices. Las caras del Subangular agregado se ajustan moderadamente a las de los agregados vecinos. Típicamente en los horizontes arcillosos, como son los horizontes B. Cuando los bloques se desarrollan en una dirección (vertical) Prismática más que en las dos horizontales. Presente en los horizontes más arcillosos, a veces horizonte B y en ocasiones horizonte C. Columnar
Prismas con su cara superior redondeada. Estructura muy rara.
Laminar
Cuando los agregados se desarrollan en dos direcciones (horizontales) más que en la tercera (vertical). Típica de los horizontes arenosos, como los horizontes E.
Sin estructura
Cuando no hay desarrollo de agregados. Horizontes de partículas sueltas (pulverulentos) o masivos (endurecidos).
Tamaño: Por el tamaño de los agregados las estructuras se clasifican en: gruesa , media, fina y muy fina. Grado de desarrollo: Según la intensidad con que se manifieste el desarrollo de la estructura: fuerte, media, débil, nula.
Los agentes responsables de la estructura son las características hídricas junto a la textura y materia orgánica. También influyen el pH, el CO3 =, los óxidos e hidróxidos de Fe, la actividad biológica, etc.
20. Grafique la clasificación estructural del suelo
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