Suelos arcillosos: qué son, características, composición, estructura
¿Qué son los suelos arcillosos?
Los suelos arcillosos son aquellos en cuya composición predominan las partículas menores a un diámetro de 0,002 mm (denominadas arcillas). Cuando el predominio de arcillas es muy alto, se consideran suelos pesados por su alta densidad.
Debido a esto, los suelos arcillosos absorben y retienen más el agua, lo que hace que el drenaje sea pobre y el suelo mal aireado. Al secarse, se forman terrones, por lo que resulta difícil de trabajar, sobre todo en agricultura.
Las arcillas son muy importantes en la fertilidad del suelo. Retienen las sales minerales al formar agregados con el humus (fracción coloidal de materia orgánica descompuesta) y son buenas en la retención de humedad.
Los suelos arcillosos más característicos son los del orden Vertisoles (arcillas expansibles).
Este tipo de suelos se encuentran distribuidos por todo el planeta. Entre las especies que más se cultivan en ellos destaca el arroz. Otros, como la piña y el caucho, también tienen buena producción.
Características de los suelos arcillosos
Propiedades de las arcillas
Las arcillas confieren al suelo baja permeabilidad, alta capacidad de retención de agua y de almacenamiento de nutrientes. Esto hace que su fertilidad potencial sea alta. Por otra parte, confieren una pobre aireación y tienen una susceptibilidad de baja a media a la erosión.
Las propiedades físico-químicas del suelo arcilloso dependen de su composición mineralógica, particularmente del tipo de arcilla predominante. Así, por ejemplo, la alofana favorece la capacidad de intercambio catiónico, la porosidad, la retención de humedad y la estructura. Mientras que la caolinita tiene una baja capacidad de intercambio catiónico, baja retención de elementos y una estructuración regular.
Textura
La categoría clave para que un suelo sea definido como arcilloso es la textura. Esta se refiere a la proporción de arena, limo y arcilla en el suelo. Cada uno de estos elementos son categorías de tamaño de partículas.
Si las partículas de arcilla representan del 25% al 45% del total de partículas presentes en el suelo, puede considerarse arcillo-arenoso, arcilloso de arcilla gruesa o arcillo-limoso. Si las arcillas superan el 45% de la composición total, estamos en presencia de un suelo arcilloso de arcilla fina.
Porosidad: permeabilidad y aireación
En la medida que el contenido de arcilla determina la textura y la estructura del suelo, incide también en su porosidad.
Debido a su pequeño diámetro, las partículas de arcilla dejan poros muy pequeños. Esto dificulta la circulación de agua y aire en la matriz del suelo. Estas condiciones generan la saturación del suelo, que puede llevar al estancamiento del agua superficialmente, pues la infiltración no ocurre.
Si los poros del suelo están saturados de agua, la rizosfera se vuelve anóxica (con falta de oxígeno). En estas condiciones, la mayoría de las plantas cultivadas se ven en serias dificultades para desarrollarse.
En presencia de humus, la arcilla expresa su dimensión positiva. Se conforma el complejo arcilloso-húmico y los agregados son de mayor tamaño. Por lo tanto, los poros también son mayores y mejora la permeabilidad y la aireación.
Capacidad de intercambio catiónico
Si las arcillas y la materia orgánica no retienen los cationes, estos serán arrastrados por el agua hacia horizontes inferiores (lixiviación), afectando la fertilidad del suelo. La capacidad de intercambio catiónico es debida a las cargas eléctricas negativas que poseen tanto el humus como las arcillas del suelo.
El pH del suelo puede afectar la capacidad de intercambio catiónico. Esto depende del tipo de arcilla presente en el suelo.
Cuando se presentan caoliníticas y alofanas, la carga eléctrica negativa varía dependiendo del pH. Mientras que cuando se presentan arcillas expansivas de relación 2:1, la carga es constante a cualquier valor de pH.
Efecto en la microbiota del suelo
Los microorganismos del suelo establecen una estrecha relación de adhesión y separación con las partículas de arcilla.
En esa superficie ocurren procesos de intercambio de iones que son captados o liberados por los microorganismos.
Depósito de agua
Por su baja permeabilidad, los suelos arcillosos son ideales como depósitos naturales o artificiales de agua. Algunos acuíferos se establecen por la presencia de un horizonte arcilloso a determinada profundidad.
Composición
La mayoría de las arcillas pertenecen al grupo de los filosilicatos (silicatos de forma escamosa). Hay distintos tipos según el número de láminas que forme su estructura. Entre las más abundantes están la moscovita, caolinita, biotita, clorita, vermiculita y montmorillonita.
Otros grupos de arcilla de mediana abundancia son los óxidos de cuarzo. Entre los menos frecuentes encontramos los feldespatos, hematites, goethita, calcita, yeso y halita.
En suelos arcillosos de origen piroclástico (cenizas volcánicas) se encuentra la cristobalita y materiales amorfos.
Por la naturaleza coloidal de sus partículas, los suelos arcillosos retienen gran cantidad de minerales. Los suelos arcillosos tienen una tendencia a retener el hierro (Fe), y en menor medida, aluminio (Al).
Debido a que los suelos arcillosos retienen mucha humedad, ocurren procesos de oxidación. Los óxidos de hierro hidratados les confieren a estos suelos coloraciones amarillas o rojizas.
Estructura
Complejo arcilloso-húmico
Las arcillas, en combinación con la materia orgánica, contribuyen a la estabilidad de la estructura del suelo. En la mayoría de los casos, es el complejo arcilloso-húmico el que facilita la formación de los agregados del suelo. Por el contrario, el sodio hace inestable a la arcilla.
Si un sustrato está conformado exclusivamente de arcilla, no tendría estructura y tampoco permitiría la infiltración de agua. Este terminaría compactándose y endureciéndose.
Arcillas expandibles
Un suelo con arcillas expansibles en un clima tropical estacional sufre cambios estructurales drásticos según las condiciones de humedad.
En la época de lluvia las arcillas se expanden y el suelo tiende a inundarse, se muestra blando, pegajoso y plástico. En la época seca, las arcillas se contraen, mostrándose el suelo reseco, duro y con grandes grietas.
Localización
En el perfil
En un perfil de suelo completo, las arcillas se localizan mayormente en el horizonte B u horizonte de acumulación o precipitación. Esto es debido a su pequeño tamaño, que hace que sean lavadas desde la superficie.
Fisiografía
En un paisaje de decantación en llanuras con grandes ríos, los desbordamientos distribuyen las partículas de acuerdo al peso. En este sentido, las arcillas, siendo las más pequeñas, terminan asentándose lejos de la ribera en las zonas bajas.
Igualmente en un paisaje de montañas y valles, las arcillas tenderán a asentarse en estos últimos.
Geografía
En términos geográficos, su distribución es muy variable. Existen suelos arcillosos en todos los continentes.
Los vertisoles están presentes en diversas latitudes y cubren aproximadamente 335 millones de hectáreas en todo el mundo.
Se estima un potencial de 150 millones de hectáreas en tierras de cultivo. En los trópicos cubren unas 200 millones de hectáreas, una cuarta parte de esto es considerado de utilidad agrícola.
Cultivos
Los elementos principales a tener en cuenta en el uso de suelos arcillosos para la agricultura son el drenaje y la acidez.
El cultivo por excelencia para suelos arcillosos es el arroz. También se puede cultivar algodón, caña de azúcar y sorgo, con un manejo adecuado.
Algunos cultivos tolerantes a la acidez y poco exigentes, como la piña, el caucho o la palma africana, pueden producirse en algunos tipos de suelos arcillosos.
Dentro de los cultivos permanentes, algunos frutales se adaptan a suelos arcillosos. Entre los frutales de clima templado, están el manzano, el peral, el membrillo, el avellano y el nogal. Las plantaciones forestales son igualmente viables.
Para pastoreo, especies de Brachiaria (Ej.: B. humidicola) y de Paspalum (Ej.: P.fasciculatum) toleran el exceso de agua.
Referencias
- Hassink, J. (1992). Effects of soil texture and structure on carbon and nitrogen mineralization in grassland soils. Biology and Fertility of Soils.
- Pinzón, A. y E. Amezquita (1991). Compactación de suelos por el pisoteo de animales en pastoreo en el piedemonte amazónico de Colombia. Pasturas Tropicales.
- Porta, J., M. López-Acevedo y C. Roquero (2003). Edafología para la agricultura y el medio ambiente.