Agricultura

Composición del suelo, formación y materias

Contenidos temáticos

  1. Origen de los suelos
  2. Proceso de formación del suelo
  3. Fragmentación de las rocas
  4. Composición del suelo
  5. Materia mineral
  6. Materia orgánica
  7. Aire y agua en el suelo

Desarrollo del tema

1. Origen de los suelos

El suelo constituye la interfase entre las rocas del sustrato continental y la atmósfera, formándose como consecuencia de los fenómenos físicos, físico-químicos y biológicos de intercambio que ahí se producen.

El concepto de suelo es, por tanto, un concepto evolutivo. Este se forma como consecuencia de un proceso dinámico, que implica un cambio progresivo desde que la roca se pone en contacto con la atmósfera como consecuencia de la erosión, hasta su desarrollo completo.

Un concepto muy relacionado es el de regolito, que constituye lo que podríamos llamar el “protosuelo”, es decir, una capa no estructurada de materiales que se acumula sobre la superficie del terreno como consecuencia de procesos diversos.

Por su parte, el suelo es un regolito evolucionado, que ha adquirido la estructuración en capas u horizontes que le caracteriza.

Por ejemplo, la superficie de la Luna está cubierta por el regolito lunar, formado por fragmentos de rocas y polvo que han resultado de los impactos de meteoritos, y de la acumulación de polvo cósmico, sin que se forme un suelo debido a la ausencia de una atmósfera, agua, y una dinámica superficial que permita su desarrollo.

2. Proceso de formación del suelo

El suelo puede formarse y evolucionar a partir de la mayor parte de los materiales rocosos, siempre que permanezcan en una determinada posición el tiempo suficiente para permitir las anteriores etapas.

Se pueden diferenciar:

  • Suelos autóctonos, formados a partir de la alteración de la roca que tienen debajo.
  • Suelos alóctonos, formados con materiales provenientes de lugares separados. Son principalmente suelos de fondos de valle cuya matriz mineral procede de la erosión de las laderas.

La formación del suelo es un proceso en el que las rocas se dividen en partículas menores mezclándose con materia orgánica en descomposición.

El lecho rocoso empieza a deshacerse por los ciclos de hielo-deshielo, por la lluvia y por otras fuerzas del entorno:

  • El lecho de roca madre se descompone cada vez en partículas menores.
  • Los organismos de la zona contribuyen a la formación del suelo desintegrándolo cuando viven en él y añadiendo materia orgánica tras su muerte. Al desarrollarse el suelo, se forman capas llamadas horizontes.
  • El horizonte A, más próximo a la superficie, suele ser más rico en materia orgánica, mientras que el horizonte C contiene más minerales y sigue pareciéndose a la roca madre.
  • Con el tiempo, el suelo puede llegar a sustentar una cobertura gruesa de vegetación reciclando sus recursos de forma efectiva
  • Cuando el suelo es maduro suele contener un horizonte B, donde se almacenan los minerales lixiviados.

3. Fragmentación de las rocas

La actuación del proceso de fragmentación o desagregación física del material original se puede poner de manifiesto directamente en el perfil del suelo, simplemente observando como en la base de los perfiles se presentan las rocas fragmentadas en numerosos bloques de diverso tamaño.

También se demuestra claramente la actuación de este proceso observando el suelo en el microscopio, los fragmentos de rocas se encuentran en el suelo, como ya hemos visto, intensamente fracturados.

Esta fragmentación se origina por numerosas causas:

  • Insolación. Las radiaciones solares calientan de un modo desigual a las rocas, y el material soporta intensas presiones debidas a la dilatación diferencial. Cada capa soporta una temperatura diferente, además cada mineral se calienta de distinta manera y se dilata de manera diferente.
  • Congelación: El agua penetra en los poros y al congelarse aumenta de volumen y fragmenta a las rocas encajantes.
  • Efecto de descarga: Las rocas se han formado normalmente bajo intensa presión, el material se encuentra comprimido y cuando afloran a la superficie, al perderse la presión, el material expande y se fractura.
  • Dilatación: Los cambios de humedad producen cambios de volumen que fracturan las rocas.
  • Cristalización: A partir de la solución del suelo se forman cristales en los poros de las rocas y al aumentar de volumen presionan las paredes llegando a romper las rocas.
  • Acción biótica: Las raíces de las plantas invaden las grietas de las rocas y al crecer llegan a fracturar al material encajante.

4. Composición del suelo

Los componentes del suelo se pueden dividir en sólidos, líquidos y gaseosos.

Sólidos

Este conjunto de componentes representa lo que podría denominarse el esqueleto mineral del suelo. Y entre estos, componentes sólidos, del suelo destacan:

  • Silicatos.
  • Óxidos e hidróxidos de Fe y de Al (gibbsita, boehmita), liberados por el mismo procedimiento que las arcillas.
  • Clastos y granos poliminerales.
  • Otros diversos compuestos minerales cuya presencia o ausencia y abundancia condicionan el tipo de suelo y su ebebeón. Carbonatos (calcita, dolomita).
  • Sulfatos (aljez).
  • Cloruros y nitratos.
  • Sólidos de naturaleza orgánica o complejos órgano-minerales, la materia orgánica muerta existente sobre la superficie, el humus o mantillo:
  • Humus joven o bruto.
  • Humus elaborado formado por sustancias orgánicas resultantes de la total descomposición del humus bruto.

Líquidos

Esta fracción está formada por una disolución acuosa de las sales y los iones más comunes como Na+, K+, Ca2+, Cl-, NO3-,… así como por una amplia serie de sustancias orgánicas. La importancia de esta fase líquida en el suelo estriba en que éste es el vehículo de las sustancias químicas en el seno del sistema.

Gases

La fracción de gases está constituida fundamentalmente por los gases atmosféricos y tiene gran variabilidad en su composición, por el consumo de O2, y la producción de CO2 dióxido de carbono.
El primero siempre menos abundante que en el aire libre y el segundo más, como consecuencia del metabolismo respiratorio de los seres vivos del suelo, incluidas las raíces y los hongos. Otros gases comunes en suelos con mal drenaje son el metano (CH4 ) y el óxido nitroso (N2O).

5. Materia mineral

Todo lo que contenga menos de 12% de carbono orgánico (20,7% de materia orgánica) es considerado material de suelo mineral; si se rebasa este límite hay que tener en cuenta la saturación en agua y el contenido en arcilla.

Características requeridas

El material mineral de suelo (menor de 2.0 mm de diámetro), corresponde a cualquiera de los siguientes:

  1. Está saturado con agua por menos de 30 días (acumulativos) al año en años normales y contiene menos de 20 por ciento (por peso) de carbono orgánico; o
  2. Está saturado con agua por 30 días acumulativos o más en años normales (o está artificialmente drenado) y excluyendo a las raíces vivas, presenta un contenido de carbono orgánico (por peso) de:
  • Menos de 18 por ciento, sí la fracción mineral contiene 60 por ciento o más de arcilla; o
  • Menos de 12 por ciento, sí la fracción mineral no contiene arcilla; o
  • Menos de 12 + (porcentaje de arcilla por 0.1) por ciento, sí la fracción mineral contiene menos de 60 por ciento de arcilla.

6. Materia orgánica

La materia orgánica es uno de los componentes del suelo, en pequeña porción, formada por los restos vegetales y animales que por la acción de la microbiota del suelo son convertidos en una materia rica en reservas de nutrientes para las plantas, asegurando la disponibilidad de macro y micronutrientes.

Cuando son agregados restos orgánicos de origen vegetal o animal, los microorganismos del suelo transforman los compuestos complejos de origen orgánico en nutrientes en forma mineral que son solubles para las plantas; pero este proceso es lento, por lo tanto la materia orgánica no representa una fuente inmediata de nutrientes para las plantas, sino más bien una reserva de estos nutrientes para su liberación lenta en el suelo.

En el ciclo de la materia orgánica en el suelo los residuos de plantas (raíces, tallos, hojas, flores, frutos, etc.) son atacados por los microorganismos en dos formas diferentes:

  • Los compuestos de fácil descomposición son mineralizados rápidamente y el producto final es CO2, H2O, nitrógeno, fósforo, calcio y magnesio, los cuales pueden ser usados como nutrimentos por las plantas o ser incorporados o inmovilizados por los microorganismos para poder desarrollar su propia actividad metabólica.
  • Los compuestos más resistentes son mineralizados lentamente y conjuntamente con sustancias resintetizadas de origen microbiano, constituyen el humus, el cual con el tiempo puede ser descompuesto lentamente produciendo nuevamente formas iónicas simples a ser usadas por las raíces de las plantas. Estos compuestos son ácidos fúlvicos, ácidos húmicos y huminas.

7. Aire y agua en el suelo

El agua penetra en el suelo y rellena los huecos existentes entre las partículas de tierra. A veces puede ocuparlos con tanta fuerza que desplaza violentamente el aire que llenaban dichos huecos, lo que va en prejudicio de las mismas plantas.

El aire del suelo difiere fundamentalmente del aire de la atmosfera, ya que sus principales componentes son el oxigeno y el anhídrido carbónico.

La cantidad de oxigeno contenido en la atmósfera del suelo es ligeramente inferior a la del aire atmosférico. Inferioridad que aumenta a medida que el encharcamiento del suelo es mayor.

Recurso didáctico de apoyo