Principal
Arriba

2.1       El suelo

2.1.1        La fase sólida

2.1.2        La fase liquida

2.1.3        La fase gaseosa

2.1.4        Propiedades físicas y físico- químicas del suelo

2.1 El suelo

Entendemos por suelo a la superficie emergida de la tierra o la parte de la litosfera que de alguna forma esta sometida a la acción de los agentes climáticos y biológicos y, por supuesto, a una intervención masiva de las actividades humanas (SEOANEZ CALVO M, 1999).

En esta definición englobamos básicamente la capa superficial emergida sometida a una evolución permanente –factor tiempo- y a unas dimensiones en constante interacción con los demás componentes de los ecosistemas en que participa –factor espacio.

Debido a su naturaleza permeable, penetrable y oxidable, capaz de ser deshidratado y calentado, permite el desarrollo de la vida microbial y del sistema radical de la vegetación.

El suelo es un medio multifásico, de composición variable en el espacio y el tiempo, al que afectan fenómenos físicos, químicos, biológicos y climáticos por una parte y por otra la acción del hombre a través de la contaminación (SEOANEZ CALVO M, 1999).

El suelo esta compuesto por tres fases: la fase sólida, compuesta a su vez por la fracción mineral y la orgánica; la fase liquida; y la fase gaseosa, que ocupa el espacio que la fase liquida deja libre en la porosidad presente en el suelo.

En un promedio general la materia orgánica constituye un 5% del suelo, el agua 25%, el aire 25% mientras que la fracción mineral esta representada en un porcentaje del 45%.

Fig. 1. Composición porcentual de las fases del suelo.

Como resultado de la actuación de los factores formadores se desarrollan procesos de formación que conducen a la aparición de los suelos, los cuales están constituidos por las tres fases recién mencionadas.

Fig. 2. Fases del suelo.

Como consecuencia de estas tres fases, el suelo presenta determinadas propiedades que dependen de la composición y constitución de sus componentes. La fase líquida constituye el medio ideal que facilita la reacción entre las tres fases, pero también se producen reacciones dentro de cada fase.

2.1.1       La fase sólida

Los minerales constituyen la base del armazón sólido que soporta al suelo. Cuantitativamente en un suelo normal la fracción mineral representa de un 45-49% del volumen del suelo. Pero dentro de la fase sólida constituyen, para un suelo representativo, del orden del 90-99% (el 10-1% restante corresponde a la materia orgánica). La fase sólida representa la fase mas estable del suelo y por tanto es la más representativa y la más ampliamente estudiada. Es una fase muy heterogénea, formada por constituyentes inorgánicos y orgánicos.

Los suelos se forman a partir de una serie de interacciones entre la roca madre, cuyo papel es estático pero que sufre transformaciones provocadas básicamente por factores exógenos, el agua en sus diferentes estados, el aire, los seres vivos y la acción del hombre, si éste participa con sus actuaciones (por ejemplo a través de la contaminación). Así pues, la formación de los suelos se puede expresar en muchos casos con la ecuación de Jenny, a la que hemos añadido el factor humano, pues en el caso que nos afecta (contaminación por hidrocarburos), su incidencia es crucial:

Los perfiles del suelo

La base de partida es la roca madre o material inicial formado por rocas, relictos edáficos o regolitos, que en cualquiera de los casos se denominan horizonte C si ha comenzado la edafogenesis o proceso de formación del suelo por acción de los factores citados en la ecuación de Jenny modificada.

En superficie, por el contrario, el horizonte O corresponde a un material orgánico en su mayoría, fresco o en descomposición, con la siguiente composición:

• 30% de Materia Orgánica si el contenido es mayor al 50% de arcilla.

• 20% de Materia Orgánica si no contiene arcilla.

A continuación los niveles u horizontes A contienen una alta proporción de materia orgánica aportada por los horizontes O que va incorporándose a la materia mineral proveniente de los horizontes inferiores.

En los suelos de la región, el horizonte O no esta presente, por tanto, el horizonte A subsiguiente, no tiene dicho aporte de materia orgánica, y por tanto es pobre en ella como se verá en la sección donde se caracteriza a los suelos en estudio.

Seguidamente al horizonte A, y si la edafogenesis continua, se forman unos horizontes intermedios o grupos de horizontes B que pueden originarse por dos vías fundamentales: por acumulación de materiales de grano muy fino provenientes de los horizontes A arrastrados por el agua de infiltración, o por alteración directa de los minerales del horizonte C.

Como es natural, las variaciones y posibilidades son múltiples, a continuación se presenta una tabla en la cual se indica en forma simplificada el grado de evolución del suelo en función a su perfil:

Tabla I. Evolución del perfil del suelo (Seoánez Calvo M, 1999).

La Fracción Mineral

El grupo más importante de los minerales del suelo es el de los silicatos (DORRONSORO, C. F., 2004). Todos los silicatos están constituidos por una unidad estructural común, un tetraedro de coordinación Si-O. El silicio situado en el centro del tetraedro de coordinación y rodeado de 4 oxígenos situados en los vértices. Este grupo tetraédrico se encuentra descompensado eléctricamente (SiO₄)^4-, por lo que los oxígenos se coordinan a otros cationes para compensar sus cargas. Dependiendo del número de oxígenos que se coordinen a otros silicios se originan los grandes grupos de silicatos (es decir, según el número de vértices compartidos por tetraedros, que pueden ser 0, 1, 2, 3, y 4):

Tabla II. Agrupamiento de tetraedros de silicio, y nombres de los grandes grupos de silicatos.

Según sea la coordinación de los otros oxígenos que se unen a otros cationes distintos del silicio se forman los diferentes minerales dentro de cada gran grupo de silicatos.

La estructura de estos minerales se origina por repetición de una celdilla unidad constituida por la asociación de tetraedros (aislados, o parejas , etc) y por los cationes que se sitúan entre los grupos tetraédricos.

Desde el punto de vista edáfico el gran grupo de los filosilicatos es la clase más importante, ya que a este grupo pertenecen la mayoría de los minerales de la fracción arcilla. Los filosilicatos están constituidos por el agrupamiento de los tetraedros compartiendo entre sí tres vértices (los tres del plano basal) formando planos.

Fig. 3. Tetraedro de silicio aislado, y en red hexagonal.

El cuarto vértice (el vértice superior) se une a un catión de coordinación octaédrica. Generalmente el catión octaédrico es Mg (capa llamada trioctédrica) o Al (capa dioctaédrica).

Fig. 4. Octaedro de aluminio aislado, y hoja de unidades octaedricas.

De esta manera la estructura de estos minerales está formada por un apilamiento de capas de tetraedros y octaedros, formando estructuras laminares.

Según el modelo de repetición se forman dos tipos de láminas con diferentes estructuras. La 1:1 con una capa de tetraedros y otra de octaedros y la 2:1 con dos capas de tetraedros que engloban a una de octaedros. Las capas de tetraedros y octaedros no están aisladas sino que comparten planos comunes en los que los oxígenos están unidos simultáneamente a un Si tetraédrico y a un Mg o Al octaédricos.

Fig. 5. Estructura de los minerales en función del modelo de repetición de las láminas.

En las capas tetraédricas y octaédricas se producen sustituciones entre cationes que cuando son de distinta valencia crean déficit de carga y para compensarlos son atraídos otros cationes que se introducen entre las láminas, son los llamados cationes interlaminares. Dependiendo del déficit que se origine, de donde se produzca (capa tetraédrica u octaédrica) y de los cationes interlaminares atraídos, aparecen las distintas especies minerales: caolinitas, serpentinas, micas (moscovita, biotita, ilita), esmectitas (montmorillonita), vermiculita, clorita, sepiolita y vermiculita, principalmente (CÁTEDRA DE EDAFOLOGIA, U.N.Co. 2003).

Por otra parte, los tectosilicatos (con los feldespatos) constituyen otro grupo muy importante, el más representativo de la fracción arena de los suelos. El cuarzo, aunque es un óxido, por su estructura es considerado por muchos autores como un constituyente de este grupo de tectosilicatos (DORRONSORO, C. F., 2004).

La fracción Orgánica

La materia orgánica tiene una gran importancia en la génesis y fertilidad del suelo (DORRONSORO, C. F., 2004).

a)                 En las propiedades físicas:

• Confiere al suelo un determinado color oscuro.
• En cuanto a la estructura del suelo da lugar a una buena estructura, estable. Las sustancias húmicas tienen un poder aglomerante, las cuales se unen a la fracción mineral y dan buenos flóculos en el suelo originando una estructura grumosa estable, de elevada porosidad, lo que implica que la permeabilidad del suelo sea mayor.
• Tiene una gran capacidad de retención de agua lo que facilita el asentamiento de la vegetación, dificultando la acción de los agentes erosivos.
• La temperatura del suelo es mayor debido a que los colores oscuros absorben más radiaciones que los claros.
• Protege al suelo de la erosión. Los restos vegetales y animales depositados sobre la superficie del suelo lo protegen de la erosión hídrica y eólica. Por otra parte, como ya hemos mencionado, el humus tiene un poder aglomerante y da agregados que protegen a sus partículas elementales de la erosión.
• Protege al suelo de la contaminación. La materia orgánica adsorbe plaguicidas y otros contaminantes y evita que estos percolen hacia los acuíferos.

b)                 En las propiedades químicas y fisico-químicas:

• Las sustancias húmicas tienen propiedades coloidales, debido a su tamaño y carga (retienen agua, hinchan, contraen, fijan soluciones en superficie, dispersan y floculan).La materia orgánica es por tanto una fase que reacciona con la solución del suelo y con las raíces.

• Capacidad de cambio. La materia orgánica fija iones de la solución del suelo, los cuales quedan débilmente retenidos, están en posición de cambio, evita por tanto que se produzcan pérdidas de nutrientes en el suelo. La capacidad de cambio es de 3 a 5 veces superior a la de las arcillas, es por tanto una buena reserva de nutrientes.

• Influye en el pH produciendo compuestos orgánicos que tienden a acidificar el suelo.

• Influye en el estado de dispersión/floculación del suelo.

• Es un agente de alteración por su carácter ácido. Descompone los minerales.

c)                 En las propiedades biológicas, ya que realizan un aporte de nutrientes a los microorganismos y fuente de energía.

Cantidad y distribución de la materia orgánica en el suelo

Los contenidos son muy variables, siendo los valores mas usuales entre 0.5 - 10%. La materia orgánica en el suelo, se concentra en el horizonte superficial y disminuye gradualmente con la profundidad (a excepción de determinados tipos de suelos, como podsoles, turbas y fluvisoles).

En la cantidad y calidad de la materia orgánica intervienen numerosos factores.

·        Del material orgánico original: cantidad, calidad, edad y tamaño de los restos.

·        De las características del suelo: presencia de microorganismos, existencia de nutrientes, pH, aireación y minerales.

·        De las carácter climáticas: humedad, temperatura y alternancias climáticas, fundamentalmente

2.1.2       La fase liquida

Se caracteriza por su variabilidad en el espacio y por el tiempo, tanto a nivel cualitativo como cuantitativo. Esta variabilidad esta condicionada por la propiedades especificas de esa fase liquida, por las características de los espacios en que se encuentra y por las propiedades del suelo que la sustenta.

La dinámica general del agua en el suelo, esta relacionada con el exterior en lo que se refiere a los aportes, como son las fuentes, la lluvia o la infiltración, y en lo que se refiere a las pérdidas, como son la evaporación o la alimentación de las aguas subterráneas (acuíferos y corrientes). Ambos intercambios constituyen el balance hídrico, que tiene como reflejo por una parte el sistema suelo-vegetación-atmósfera-suelo, y por otra la gestión natural, que comprende, entre otras cosas, el almacenamiento o retención en el suelo, indispensable para las plantas y para la hidrológica, y el suministro de liquido a los acuíferos (Seoánez Calvo M.; 1999).

Los suelos de la región, presentan marcado déficit hídrico, como se verá en la sección 2.5 Sitios de estudio seleccionados.

El liquido del suelo es fundamentalmente una solución acuosa, y por ello, y al contener sustancias en solución, se le llama solución del suelo. Las soluciones del suelo proceden de la alteración de los minerales y de la materia orgánica.

El agua ejerce importantes acciones, tanto para la formación del suelo (interviene decisivamente en la meteorización física y química, y translocación de sustancias) como desde el punto de la fertilidad.

La fase líquida circula a través del espacio poroso, quedando retenida en los poros del suelo; esta en constante competencia con la fase gaseosa. Los cambios climáticos estacionales, y concretamente las precipitaciones atmosféricas, hacen variar los porcentajes de cada fase en cada momento.

Fig. 6. Espacio poroso por donde circula la fase líquida en el suelo.

Tipos de agua en el suelo

Desde el punto de vista físico podemos tener la siguiente clasificación:

• Agua higroscópica: absorbida directamente de la humedad atmosférica, forma una fina película que recubre a las partículas del suelo. No está sometida a movimiento, no es asimilable por las plantas (no absorbible). Está fuertemente retenida a fuerzas superiores a 31 atmósferas, que equivale a pF (-log columna de H₂O en cm) de 4,5.
• Agua capilar: contenida en los tubos capilares del suelo. Dentro de ella distinguimos el agua capilar no absorbible y la absorbible:

a)     Agua capilar no absorbible: se introduce en los tubos capilares más pequeños (<0.2 micras). Está muy fuertemente retenida y no es absorbible por las plantas; la fuerza de succión es de 31-15 atmósferas, que corresponde a pF de 4,5 a 4,2.

b)     Agua capilar absorbible: es la que se encuentra en tubos capilares de 0.2-8 micras. Es un agua absorbible por las plantas, constituye la reserva durante los períodos secos. Está fuertemente absorbida; la fuerza de retención varia entre 15 a 1 atmósfera y se extrae a pF de 4.2 a 3.

• Agua gravitacional: No está retenida en el suelo. Se habla de agua gravitacional de flujo lento y agua gravitacional de flujo rápido en función de su velocidad de circulación.

c)      De flujo lento: corresponde a la que circula por poros comprendidos entre 8 y 30 micras de diámetro, se admite que está retenida a un pF que varia desde 3 a un valor que varia entre 1,8 y 2,5. Tarda de 10 a 30 días en atravesar el suelo y en esos días es utilizable por las plantas.

d)     De flujo rápido: corresponde a la que circula por poros mayores de 30 micras. Es un agua que no queda retenida en el suelo y es eliminada al subsuelo, pudiendo alcanzar el nivel freático. Es un agua inútil, ya que cuando está presente en el suelo los poros se encuentran totalmente saturados de agua, el medio es asfixiante y las raíces de las plantas no la pueden tomar.

2.1.3       La fase gaseosa

Es la mezcla de gases que ocupa los espacios que la fase liquida deja libres en la porosidad de suelo. Debido a sus características intrínsecas como fluido, la fase gaseosa presenta una marcada similitud con la fase liquida del suelo, sobre todo en lo que se refiere a su dinámica, aunque tiene algunas diferencias con respecto a ésta.

La atmósfera del suelo esta condicionada por la dinámica de los procesos biológicos que se producen en relación a ella, y que están determinados por el consumo de oxigeno y por la producción de CO₂ que realizan los microorganismos y las plantas durante sus procesos de oxidación.

Los distintos procesos biológicos que se producen en el suelo hacen que la fase gaseosa se encuentre sometida a constantes variaciones en su composición. A consecuencia del incremento en la proporción de determinados gases, paralelo al descenso de las proporciones de otros, se produce un desequilibrio entre la composición de la atmósfera del suelo y la del exterior, ambas en contacto directo, compensado por una serie de intercambios entre una y otra que permiten una homogeneización de la composición, y cuya función ultima es permitir asegurar la vida de los organismos del suelo (Seoánez Calvo M.; 1999).

Un suelo en capacidad máxima no contendrá fase gaseosa mientras que otro en punto de marchitamiento presentará valores muy altos. En condiciones ideales la fase atmosférica representa un 25% del volumen total del suelo. Se admite que un porcentaje de aire del 10% es insuficiente.

La fase gaseosa del suelo se supone que tiene una composición parecida a la del aire atmosférico, pero mucho menos constante:

Tabla III. Composición del aire del suelo.

Esta composición media del aire del suelo varía no solo con la profundidad del aire sino con los cambios estacionales. En los períodos de mayor actividad biológica (primavera y otoño), hay menos O₂ y más CO₂.

El aire del suelo muestra variaciones locales principalmente en los contenidos de O₂ y CO₂. En el suelo hay menos O₂ que en el aire y más CO₂. Esto se explica por todos los procesos que tienen lugar en el suelo y que implican el consumo de O₂ y el desprendimiento de CO₂, es decir aquellas reacciones en las que estén implicados todos los organismos del suelo: respiración de las plantas, actividad de microorganismos, procesos de mineralización y procesos de oxidación.

2.1.4       Propiedades físicas y físico- químicas del suelo

Textura

El suelo está constituido por partículas de muy diferente tamaño. Conocer esta granulometría es esencial para cualquier estudio del suelo. Para clasificar a los constituyentes del suelo según su tamaño de partícula se han establecido muchas clasificaciones granulométricas. Básicamente todas aceptan los términos de grava, arena, limo y arcilla, pero difieren en los valores de los límites establecidos para definir cada clase. De todas estas escalas granulométricas, son la de Atterberg o Internacional (llamada así por haber sido aceptada por la Sociedad Internacional de la Ciencia del Suelo) y la americana del USDA (Departamento de Agricultura de los Estados Unidos) las más ampliamente utilizadas. Ambas clasificaciones se reproducen en la siguiente figura.

Fig. 7. Escalas granulométricas, Internacional, y del USDA.

El término textura se usa para representar la composición granulométrica del suelo. Cada termino textural corresponde con una determinada composición cuantitativa de arena, limo y arcilla. En los términos de textura se prescinde de los contenidos en gravas; se refieren a la fracción del suelo que se estudia en el laboratorio de análisis de suelos y que se conoce como tierra fina. Los términos texturales se definen de una manera gráfica en un diagrama triangular que representa los valores de las tres fracciones.

Fig. 8. Triangulo de Texturas.

Determinación de la textura

Las partículas no están sueltas sino que forman agregados, siendo por lo tanto necesario destruir la agregación para separar las partículas individuales. Por ello antes de proceder a la extracción de las diferentes fracciones hay una fase previa de preparación de la muestra.

Fig. 9. Agregados, y partículas de suelo. Fuente: http://edafologia.ugr.es

En esta fase previa existen diversos métodos para separar a las partículas del suelo, unos son métodos físicos (trituración suave, agitación lenta, agitación rápida, ultrasonidos, lavado y cocción) y otros son técnicas químicas (oxidación de la materia orgánica con agua oxigenada, ataque ácido de los carbonatos y compuestos de Fe con ClH, dispersión de las arcillas con hexametafosfato sódico o amoníaco). Como los agentes agregantes pueden ser muy distintos, normalmente no sirve uno sólo de estos métodos sino que se realiza una cadena de tratamientos.

La extracción final de las fracciones se realiza por tamizado para las arenas, mientras que la sedimentación en fase acuosa es el método normal de separación de los limos y de las arcillas. Si se necesita subfraccionar a la fracción arcilla se ha de recurrir a la centrifugación.

En el presente trabajo, se determino la textura de las muestras analizadas, a través del Método de Bouyoucos, el procedimiento y principio del mismo se especifica en la sección 4.2.3.4 del presente trabajo.

Por otro lado, existe un método para calcular la textura de una manera aproximada en base a la plasticidad que presenta la fracción arcilla al añadirle agua. Se toma una pequeña cantidad de muestra en la palma de la mano, se le añade agua hasta saturación. Se frotan las manos para hacer un cilindro pequeño y en función de la facilidad de formar un tubo delgado y según que se pueda o no doblar se establecen las texturas arcillosas, francoarcillosas y francas. En función de la aspereza (se frota la muestra junto al oído y se escucha el chirrido de los granos) se determina la importancia de los contenidos en arena.

Importancia de la granulometría

El análisis granulométrico representa el dato más valioso para interpretar la génesis y las propiedades de los suelos.

a)     Textura y factores formadores: la acción de los factores formadores queda reflejada en la textura del suelo. Así, la roca tiende a dar una determinada clase textural, que quedara más patente cuanto más joven sea el suelo (en un principio el suelo hereda la textura del material original). El clima tiende a condicionar la textura en función de su agresividad (texturas gruesas en climas áridos y texturas arcillosas en climas húmedos y templados). El relieve condiciona el transporte de las partículas, como así también el tiempo tiende a dar una mayor alteración y favorece el aumento de la fracción arcilla.

b)     Textura y procesos de formación: la actuación de determinados procesos queda reflejada en la textura: fersialitización (texturas arcillosas), ferralitización y podsolización (concentración de arenas), iluviación de arcilla (produce contrastes texturales entre los horizontes de un suelo).

c)     Grado de evolución: la relación entre la cantidad de arcilla del material original y la de cada uno de los horizontes de un suelo es un buen índice del grado de evolución.

• Clasificación de suelos: en todas las clasificaciones de suelos la textura es un carácter diferenciante ampliamente utilizado para definir las clases de suelos a todos los niveles.
• Evaluación de suelos: de igual manera que en las clasificaciones de suelos, también a nivel de evaluación la textura del suelo es un parámetro evaluador de la calidad.
• Propiedades del suelo: la gran mayoría de las propiedades físicas, químicas y fisicoquímicas están influenciadas por la granulometría : estructura, color consistencia, porosidad aireación, permeabilidad, hidromorfía, retención de agua, lavado, capacidad de cambio, reserva de nutrientes.
• Propiedades agrológicas: los suelos arenosos son inertes desde el punto de vista químico, carecen de propiedades coloidales y de reservas de nutrientes. En cuanto a las propiedades físicas presentan mala estructuración, buena aireación, muy alta permeabilidad y nula retención de agua. Por el contrario los suelos arcillosos son muy activos desde el punto de vista químico, adsorben iones y moléculas, floculan (la fracción arcilla permanece inmóvil) y dispersan (migran), son muy ricos en nutrientes, retienen mucha agua, bien estructurados, pero son impermeables y asfixiantes. Los suelos limosos tienen nula estructuración, sin propiedades coloidales, son impermeables y con mala aireación. Los suelos francos son los equilibrados con propiedades compensadas.
• Erosión: las partículas de arena son arrastradas por el viento y agua, las arenas finas son muy erosionables. Las arcillas se pegan y se protegen, los limos no se unen y se erosionan más fácilmente.
• Contaminación: las arenas son muy inertes mientras que las arcillas tienen un alto poder de amortiguación, pueden fijar y transformar a los contaminantes y presenta por tanto una alta capacidad de autodepuración.

Medida de la salinidad: Conductividad Eléctrica (C.E.)

La C.E. ha sido el parámetro más extendido y el más ampliamente utilizado en la estimación de la salinidad. Se basa en la velocidad con que la corriente eléctrica atraviesa una solución salina, la cual es proporcional a la concentración de sales en solución (Dorronsoro C. F.; 2004).

Hasta hace unos años se expresaba en mmhos/cm, hoy día las medidas se expresan en dS/m (dS=deciSiemens), siendo ambas medidas equivalentes (1 mmhos/cm = 1 dS/m). Por tanto la CEs refleja la concentración de sales solubles en la disolución.

Para distinguir suelos salinos de no salinos, se han sugerido varios límites arbitrarios de salinidad. Se acepta que las plantas empiezan a ser afectadas de manera adversa cuando el contenido en sales excede del 1%. La clasificación americana de suelos, Soil Taxonomy, adopta el valor de 2 dS/m como limite para el carácter salino a nivel de gran grupo y subgrupo de suelos, pues considera que a partir de ese valor las propiedades morfológicas y fisicoquímicas del perfil (y por tanto la génesis) quedan fuertemente influenciadas por el carácter salino.

Por otro lado el laboratorio de salinidad de los EE.UU. ha establecido el limite de 4 dS/m para que la salinidad comience a ser tóxica para las plantas (siendo esta referencia la considerada en el presente trabajo).

En base a las C,Es, el United States Salinity Laboratory de Riverside establece los siguientes grados de salinidad:

·  Valores de 0 a 2: suelos normales;

·  de 2 a 4: quedan afectados los rendimientos de los cultivos muy sensibles. Suelos ligeramente salinos;

· de 4 a 8: quedan afectados los rendimientos de la mayoría de los cultivos. Suelos salinos;

·  de 8 a 16: sólo se obtienen rendimientos aceptables en los cultivos tolerantes. Suelos fuertemente salinos;

·  >16: muy pocos cultivos dan rendimientos aceptables. Suelos extremadamente salinos.

En lo referente a las aguas en la siguiente tabla se resumen sus valores normales en diferentes ambientes:

Tabla IV. Valores normales de C.E., para diferentes tipos de agua.

La C.E. de un suelo cambia con el contenido en humedad, disminuye en capacidad máxima (se diluye la solución) y aumenta en el punto de marchitamiento (se concentran las sales) (Dorronsoro C. F.; 2004). Se ha adoptado que la medida de la C.E. se hace sobre el extracto de saturación a 25°C. En cuanto al método, a una muestra de suelo se le añade agua destilada a 25°C hasta conseguir la saturación y se extrae el agua de la pasta mediante succión a través de un filtro (ver sección 4.2.3.5, en la que se especifica el método para analizar las muestras).

2.1.4.3pH del suelo

La acidez del suelo mide la concentración en hidrogeniones. En los suelos los hidrogeniones están en la solución, pero también existen en el complejo de intercambio, o sea hay dos tipos de acidez, activa o real (en solución) y de intercambio o de reserva (para los adsorbidos). Ambas están en equilibrio dinámico. Si se eliminan H⁺ de la solución se liberan otros tantos H⁺ adsorbidos. Como consecuencia el suelo muestra una fuerte resistencia a cualquier modificación de su pH, está fuertemente tamponado (fuente: http://edafologia.ugr.es)

Los factores que hacen que el suelo tenga un determinado valor de pH son diversos, fundamentalmente:

• De acuerdo a la naturaleza del material original, ya que según sea el origen de la roca la reacción será ácida o básica.
• Factor biótico: los residuos de la actividad orgánica son de naturaleza ácida.
• Las precipitaciones tienden a acidificar al suelo y desaturarlo al intercambiar los H⁺ del agua de lluvia por los iones Ca⁺⁺, Mg⁺⁺, K⁺, Na⁺ de los cambiadores, tal como puede apreciarse en la siguiente figura:

Fig. 10. Intercambio de H⁺ producido por las precipitaciones (Dorronsoro C. F.; 2004).

• Complejo adsorbente: según si el suelo esta saturado con cationes de reacción básica (Ca²⁺, Mg²⁺) o de reacción ácida (H⁺ o Al³⁺). También dependiendo de la naturaleza del cambiador variará la facilidad de liberar los iones adsorbidos.

Importancia del pH

El pH influye en las propiedades físicas y químicas del suelo. Los pH neutros son los mejores para las propiedades físicas de los suelos. A pH muy ácidos hay una intensa alteración de minerales y la estructura se vuelve inestable. En pH alcalino, la arcilla se dispersa, se destruye la estructura y existen malas condiciones desde el punto de vista físico.

Por otro lado, la asimilación de nutrientes del suelo está influenciadas por el pH, ya que determinados nutrientes se pueden bloquear en determinadas condiciones de pH y no son asimilable para las plantas.

Fig. 11. Influencia del pH en la asimilación de nutrientes (Dorronsoro C. F.; 2004).

Alrededor de pH 6-7,5 se dan las mejores condiciones para el desarrollo de las plantas (Dorronsoro C. F.; 2004).

Fig.12. Clasificación de los suelos para  los cultivos en función del pH (Dorronsoro C. F.; 2004).

Fig. 13. Rangos de pH en que desarrollan algunas especies vegetales (Dorronsoro C. F.; 2004).

Potencial de oxidación y reducción

Las condiciones de oxidación-reducción del suelo son de gran importancia para procesos de meteorización, formación de diversos suelos y procesos biológicos, también están relacionadas con la disponibilidad de ciertos elementos nutritivos.

La formulación química de las reacciones de oxidación-reducción es la siguiente:

ESTADO OXIDADO + ELECTRONES <=> ESTADO REDUCIDO

En el suelo existe un equilibrio entre los agentes oxidantes y reductores. La materia orgánica se encuentra reducida y tiende a oxidarse, es reductora, ya que al oxidarse tiene que reducir a otro de los materiales del suelo. Por el contrario el oxígeno es oxidante. Por otra parte hay muchos elementos químicos que funcionan con estados de oxidadción variables, pudiendo oxidarse o reducirse según el ambiente que predomine.

Los procesos de oxidación y reducción envuelven a elementos que pueden actuar con diferentes valencias, entre ellos tenemos: Fe, Mn, S, N. Algunos ejemplos de procesos de de oxidación en el suelo son: del Fe⁺² de minerales primarios en Fe⁺³ formando óxidos e hidróxidos; la transformación de Mn⁺² en Mn⁺⁴; la oxidación de S⁼, por ejemplo de pirita a sulfatos; la nitrificación o sea la transformación de NH₄ en nitritos y nitratos.

Por el contrario muchos procesos suceden bajo condiciones reductoras como la desnitrificación, la desulfuricación, la formación de compuestos con Fe⁺² y Mn⁺².

En los suelos normales el ambiente es aireado y por tanto la tendencia general es oxidante. En los suelos hidromorfos la saturación en agua tiende a provocar un ambiente reductor.

Los valores de pH y potencial redox (medidas Eh) delimitan los campos de estabilidad de los materiales del suelo. Los compuestos de Fe y Mn son muy sensibles a cambios de pH y Eh.

Estructura

Las partículas del suelo no se encuentran aisladas, forman agregados estructurales que se llaman peds, estos agregados (o terrones) por repetición dan el suelo. Es la celda unidad de los cristales que por repetición origina el mineral. Los agregados están formados por partículas individuales (minerales, materia orgánica y huecos) y le confieren al suelo una determinada estructura.

Fig. 14. Estado de agregación de los perfiles superficiales de un suelo. Fuente: http://edafologia.ugr.es

Se habla de estructura como una propiedad y es más bien un estado, ya que cuando el suelo está seco, se agrieta y se manifiesta la estructura, pero si está húmedo, el suelo se vuelve masivo, sin grietas y la estructura no se manifiesta.

En los peds hay material inerte, arenas, que se unen por la materia orgánica las arcillas y otros agentes cementantes. Si las arcillas están dispersas, el suelo carece de estructura, si están floculadas, forman estructura.

a)                 Morfología

Desde el aspecto morfológico la estructura del suelo se define por la forma (tendencia a manifestarse con un determinado hábito), el tamaño (gruesa, media, fina y muy fina) y el grado de manifestación de los agregados o sea 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: pH, CO₃⁼, óxidos e hidróxidos de Fe, actividad biológica.

b)                Micromorfología

La estructura se presenta en el campo y en el perfil del suelo, pero su estudio se completa con el microscopio petrográfico. Se analiza no sólo la forma de los agregados sino que además se estudia la composición (fragmentos gruesos, minerales y orgánicos, material fino y poros) y organización (distribuciones, orientaciones y organizaciones de los elementos que componen la estructura). A partir de la observación micromorfológica se pueden deducir los procesos que han tenido lugar durante la formación del suelo.

La micromorfología estudia los constituyentes del suelo y su organización (distribuciones, orientaciones y organizaciones).

c)                 Estabilidad de la estructura

Representa la resistencia a toda modificación de los agregados. El agente destructor de la estructura es el agua, que hincha los materiales y dispersa los agregados. Los agregados que están en la superficie del suelo, son dispersados por el impacto de las gotas de lluvia. Por otra parte, al mojarse los peds, el agua va entrando hacia el interior de los agregados, va comprimiendo el aire que había y llega un momento en el que el aire tiene que salir y resquebraja o rompe el agregado.

Porosidad

Representa el porcentaje total de poros que hay entre el material sólido de un suelo. Es un parámetro importante porque de él depende el comportamiento del suelo frente a las fases líquida y gaseosa, y por tanto vital para la actividad biológica que pueda soportar. Se estudia con la técnica micromorfológica y se cuantifica de una manera indirecta en las medidas de pF y de densidad aparente.

Arriba | Siguiente