Suelo: concepto, características, formación, composición, capas, tipos
¿Qué es el suelo?
El suelo es la capa superior de la litosfera originada por la meteorización de la roca madre por acción del clima y los entes biológicos. Entendiendo por meteorización la fragmentación de la roca conformando un material no consolidado con estructura y textura definida.
La agregación de las partículas sólidas que constituyen el suelo determina su estructura y la proporción relativa de partículas menores de 2 mm definen la textura. Estas partículas se agrupan en tres clases generales, siendo de mayor a menor diámetro: arena, limo y arcillas.
La acción de factores climáticos como la precipitación y la temperatura así como los organismos vivos son causantes de la formación del suelo. Estos factores ejercen una acción sobre el material parental o roca madre, fragmentándolo a lo largo de grandes períodos de tiempo.
Características del suelo
Textura
La textura de un suelo está determinada por la proporción relativa de arena, limo y arcilla presentes en el mismo. Esto constituye la fracción fina del suelo (tierra fina), donde la arena tiene partículas más gruesas, con diámetro de 2 a 0,08 mm. El segundo componente en diámetro es el limo con 0,08 a 0,02 mm y finalmente la arcilla con menos de 0,02 mm.
Esta composición depende del material parental o roca madre que dio origen al suelo, así como a los factores que tomaron parte en su formación. Cualquier fragmento de diámetro superior a 2 mm se considera ya fracción gruesa del suelo o grava.
La arena
La composición de la arena es sílice en su mayor parte, ya que este es el mineral más abundante en las rocas de la Tierra. Sin embargo, también hay arenas calcáreas provenientes de la erosión de corales o arena volcánica producto de rocas volcánicas.
El limo
Es un sedimento heterogéneo de fracciones intermedias, compuesto tanto por elementos inorgánicos como orgánicos.
La arcilla
Las arcillas son silicatos hidratados de alúmina y se consideran químicamente activas en el suelo. Las mismas tienen un comportamiento coloidal, cargadas eléctricamente y son importantes en la retención de humedad y de elementos minerales.
Estructura
La estructura del suelo viene dada por la unión de las partículas sólidas del suelo formando terrones o unidades estructurales llamadas peds. La formación de estas estructuras es producto del proceso de floculación o agregación causada por eventos físico-químicos.
Esto ocurre por la atracción de cargas eléctricas opuestas entre partículas, interviniendo en ello el agua, humus y óxidos de aluminio y hierro.
Organismos vivos que agregan el suelo
Las raíces de las plantas y las sustancias que exudan contribuyen también a aglutinar partículas formando estructura en el suelo. De igual forma, organismos como las lombrices de tierra son fundamentales en el procesamiento del suelo y la definición de su estructura.
Densidad y porosidad
La textura y la estructura del suelo determinan la existencia de poros en el mismo, los cuales son de diámetro variable. La composición y porosidad del suelo determinan también una densidad variable, siendo que a menor porosidad mayor densidad del suelo.
Los poros del suelo son importantes porque constituyen el sistema de espacios a través del cual circula agua y aire en el suelo. Tanto el agua como el aire en el suelo son vitales para el desarrollo de la vida sobre y dentro del mismo.
Interfase y ecosistema
En el suelo interactúan los elementos minerales de la litosfera, el agua de la hidrosfera, el aire de la atmósfera y los seres vivos de la biosfera. El suelo mantiene un intercambio de elementos químicos con el agua, así como de gases con la atmósfera, tales como el O2 y el CO₂.
Por otra parte, los seres vivos del suelo obtienen nutrientes y agua, aportando materia orgánica y minerales. En este contexto el suelo es un ecosistema donde se interrelacionan factores abióticos y abióticos.
Fertilidad
Una propiedad fundamental del suelo es su fertilidad, al contener elementos minerales esenciales para el desarrollo de las plantas terrestres. Entre estos minerales están los macronutrientes como el nitrógeno, el fósforo y el potasio, así como micronutrientes (hierro, boro, zinc, manganeso, níquel, molibdeno, entre otros).
El agua
El agua se encuentra circulando en la parte porosa de su estructura, adherida a las partículas coloidales (arcillas) y cumple un papel fundamental en la formación de la estructura del suelo. La principal fuente de agua para la vegetación es el suelo y en la misma están disueltos minerales esenciales para las plantas.
Formación del suelo
El proceso de formación del suelo o pedogénesis, es producto de la acción de varios factores. Estos van desde la roca que le da origen hasta los factores que la meteorizan.
– Material parental
La roca madre que forma la litosfera es una capa continua de variada composición mineralógica dependiendo de su naturaleza. Las mismas pueden ser rocas sedimentarias, metamórficas o ígneas formadas por distintos procesos.
Regolito
Bajo la acción de factores climáticos y biológicos la roca se va desagregando o fragmentando, formando una capa variable de material grueso llamada regolito. Sobre este material siguen actuando el clima y los seres vivos hasta conformar el suelo.
– Clima
La superficie terrestre está sometida a distintas condiciones climáticas, generando un gradiente de temperatura y de humedad. Cada región tiene un régimen de precipitaciones, vientos y temperaturas que varía durante el día y el año.
Estas condiciones actúan sobre el material parental degradándolo y le dan una estructura particular, creando distintos tipos de suelos.
Precipitación
El agua afecta la formación del suelo tanto por el efecto físico erosivo sobre la roca como por el aporte de agua en sí. El agua, como solvente universal, es un elemento fundamental en las reacciones químicas que ocurren en la formación del suelo.
Además, el exceso de humedad y la alternancia entre períodos húmedos y secos influye en el tipo de suelo que se forma.
Temperatura
Las altas temperaturas favorecen diversos procesos químicos que contribuyen a la formación de suelo. Mientras que las variaciones extremas de temperaturas propician las tensiones estructurales en la roca, generando fracturas.
– Factores bióticos
La actividad de los seres vivos que habitan dentro del suelo y sobre el mismo es determinante en la formación del suelo.
Vegetación
La presencia de una cubierta vegetal cumple un papel en la estabilidad del sustrato, proveyendo un ambiente propicio para la formación del suelo. Sin cubierta vegetal aumenta la erosión y consiguiente pérdida del suelo en formación.
Por otra parte, las raíces de las plantas y sus exudados contribuyen a la fragmentación del material parental y son aglutinadores de suelo.
Otros organismos
Los microorganismos y macroorganismos que habitan el suelo contribuyen sustancialmente en la formación del mismo. Los descomponedores como bacterias, arqueas, hongos y protozoarios procesan la materia orgánica y forman humus.
Las lombrices de tierra perforan túneles e ingieren suelo procesando la materia orgánica, de tal forma que contribuyen a generar estructura en el suelo. Esto aumenta la porosidad del suelo y por tanto el flujo de agua y aire.
Existen también una gran cantidad de animales mayores cavadores que también contribuyen a la formación del suelo, como topos, musarañas y otros.
– Relieve
Es muy importante en la formación del suelo, porque una pendiente pronunciada impide la permanencia del suelo en formación. Por otra parte, una planicie o depresión cercana a una zona montañosa será receptora del material de suelo arrastrado.
– Tiempo
La formación del suelo amerita un largo proceso de meteorización de la roca madre y procesamiento del regolito. Por tanto el factor tiempo es fundamental para la evolución del suelo hasta alcanzar su climax.
– Suelo clímax
Una vez alcanzado un equilibrio en el proceso de formación en relación con las condiciones ambientales, se ha conformado un suelo clímax. En este punto se considera que el suelo en cuestión ha logrado su máximo nivel evolutivo.
Composición del suelo
La composición del suelo varía de acuerdo a la roca madre que le dio origen y a los procesos formadores de suelo involucrados.
Minerales
En el suelo pueden encontrarse casi todos los minerales conocidos, siendo los grupos más abundantes los silicatos, óxidos, hidróxidos, carbonatos, sulfatos, sulfuros y fosfatos.
Materia orgánica
Dependiendo del bioma donde se desarrolla, un suelo tendrá un mayor o menor contenido de materia orgánica. Así, en la selva tropical lluviosa la mayor parte de la materia orgánica está en la hojarasca superficial (horizonte 0) y el suelo subyacente es pobre en humus.
En el bosque deciduo templado hay una mayor tasa de acumulación de materia orgánica descompuesta y en zonas desérticas esta acumulación de materia orgánica es muy baja.
Agua
En la matriz porosa del suelo circula agua tanto en forma líquida como de vapor de agua. Parte del agua está fuertemente adherida a las partículas coloidales del suelo.
Aire
La matriz porosa posee aire, y por lo tanto oxígeno, dióxido de carbono y nitrógeno atmosférico. El aire en el suelo es importante para mantener la vida presente en el mismo, incluida la respiración radical.
Capas del suelo (horizontes)
En la formación del suelo la gravedad, infiltración de agua, tamaño de las partículas y otros factores generan una estructura en capas. Estas capas horizontales se disponen en un gradiente vertical y se denominan horizontes del suelo, conformando en conjunto el llamado perfil del suelo.
Tradicionalmente se identifican 3 horizontes fundamentales en un suelo identificados de arriba hacia abajo con las letras A, B y C. Mientras que el Soil Survey Division Staff de los Estados Unidos define 5 horizontes fundamentales y 2 capas posibles.
Horizonte 0
Se trata de la presencia de una capa de materia orgánica superficial con una composición mineral inferior al 50% del volumen. En este caso no importa el nivel de descomposición de la materia orgánica presente.
Horizonte A
Es el horizonte superficial o por debajo del horizonte 0, caracterizado por el contenido de humus mezclado con el componente mineral. Es de color oscuro y hay presencia de raíces, así como alteración por actividad biológica.
Horizonte E
Hay predomino de arena y limo debido a la pérdida de arcillas, mostrando un color claro.
Horizonte B
Es un horizonte rico en minerales con acumulación de arcillas y otras sustancias, que pueden formar bloques o capas arcillosas impermeables.
Horizonte C
Es el horizonte más cercano a la roca madre y por lo tanto menos sometido a los procesos de pedogénesis. Lo componen fragmentos de rocas, acumulaciones de yeso o sales solubles, entre otras sustancias.
Capa R
Identifica capas de roca dura, que requiere el empleo de equipos pesados para su perforación.
Capa W
Esta capa fue agregada recientemente para hacer referencia a la presencia de una capa de agua o hielo a cualquier nivel. Es decir esta capa pueden ubicarse entre cualquiera de los horizontes mencionados.
Tipos de suelo
Existen diversos criterios para clasificar los suelos, desde esquemas muy simples basados en la textura o el clima, hasta sistemas complejos. Entre estos últimos están el USDA (Unites States Department of Agriculture) y el de FAO-UNESCO.
– Según la textura
Se basa en la textura del suelo, según su proporción de arena, limo y arcilla. Para definirlo se emplea el triángulo textural del suelo (FAO o Departamento de Agricultura de los Estados Unidos).
Así se establecen las clases texturales, presentándose suelos arenosos, arcillosos o limosos, y las diversas combinaciones, como por ejemplo un suelo arcillo-arenoso.
– Según el clima
Esta clasificación aplica a suelos en cuya formación el elemento fundamental es el clima y dan origen a los llamados suelos zonales.
Suelos de clima húmedo
La alta humedad acelera los procesos de formación de suelos, al tiempo que disuelve el carbonato de calcio y altera los silicatos y feldespatos. Predominan el hierro y aluminio, siendo suelos de baja fertilidad y alto contenido de materia orgánica como los tipo laterita de la selva lluviosa tropical.
Suelos de clima seco
La escasa humedad retarda el proceso formador de suelo, por lo que son delgados y con presencia de material parental escasamente meteorizado. Presentan poca materia orgánica dada la escasa vegetación que sustentan y abundante carbonato de calcio como los aridisoles.
Suelos de clima templado
Las condiciones de humedad y temperatura son moderadas y con el tiempo se forman suelos profundos y fértiles. Presentan cantidades importantes de materia orgánica y minerales insolubles como hierro y aluminio como en los alfisoles.
– USDA
Es el sistema de taxonomía de suelos del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos, el cual reconoce 12 órdenes como categoría superior. Sigue la categoría de suborden con 64 clases, los grupos con más de 300 clases y los subgrupos con más de 2.400 clases.
Características diagnósticas
Este sistema utiliza como elementos diagnósticos para asignar un suelo a una clase, el tipo de humedad del suelo así como el régimen de temperatura. Igualmente, la presencia de determinados horizontes tanto superficiales (epipedones) como del interior del suelo (endopedones).
Funciones del suelo e importancia
El suelo es un componente fundamental de los ecosistemas terrestres y base de la mayoría de las actividades humanas.
Soporte y nutrición de la vegetación terrestre
El suelo suministra el soporte sobre el cual se establecen las plantas terrestres mediante su sistema radical. Adicionalmente, aporta los nutrientes minerales y el agua que requieren las plantas para su desarrollo.
Base de la agricultura y cría
Es un factor de producción esencial en la agricultura, aunque existen técnicas modernas que prescinden del mismo como la hidroponía. Sin embargo, la producción en masa de la mayoría de los cultivos solo es posible en grandes extensiones de suelo.
Ciclo y captura de carbono
En su intercambio de gases con la atmósfera, el suelo suministra y absorbe CO2. En este sentido, el suelo contribuye a disminuir el efecto invernadero y por tanto el calentamiento global.
El permafrost
Es una capa de suelo orgánico congelada en las latitudes circumpolares, la cual constituye una importante reserva de CO2 en el suelo.
Fundamento de construcción
El suelo es la base de sustentación de las construcciones humanas, tales como carreteras, canales, edificaciones, entre muchas otras.
Erosión del suelo
La erosión es la perdida del suelo por la acción de factores climáticos o por la actividad humana. La erosión extrema del suelo produce la desertificación y es una de las mayores amenazas para suelos agrícolas.
Erosión hídrica
La precipitación causa pérdida del suelo debido al impacto de las gotas de agua sobre los agregados y la posterior escorrentía superficial. Mientras más descubierto este el suelo y mayor sea la pendiente, mayor es el arrastre que causa la escorrentía.
Erosión eólica
El viento arrastra las partículas del suelo, especialmente en condiciones de clima árido, donde el mismo está seco y con poca adhesión. La vegetación actúa como barrera contravientos, por lo que su ausencia contribuye a incrementar los efectos de la erosión eólica.
Erosión antrópica
Entre las actividades más erosivas están la deforestación y los cultivos intensivos, especialmente debido a la mecanización agrícola. Así como también la minería, sobre todo las minas a cielo abierto, y la construcción de infraestructuras.
Contaminación del suelo
Los suelos pueden ser objeto de contaminación tanto por causas naturales como antrópicas, pero los casos más graves son debidos a actividades humanas.
Agroquímicos
La aplicación de plaguicidas y fertilizantes químicos es una de las principales causas de contaminación del suelo. Muchos de estos productos son residuales tardando largos períodos de tiempo en ser biodegradados.
Efluentes y aguas de escorrentía
Las aguas servidas mal canalizadas y no tratadas, así como el agua de escorrentía procedente de zonas urbanas e industriales, son causa de contaminación. Las aguas de escorrentía arrastran desechos como lubricantes, aceites de motor y restos de pinturas que contaminan el suelo.
Minería
Esta actividad no solo degrada físicamente el suelo, sino que es fuente de sustancias químicas contaminantes. Tal es el caso del mercurio y el arsénico empleado en la extracción de metales como el oro.
De igual forma el uso de bombas hidroneumáticas de alta potencia para erosionar el suelo en busca del metal, libera metales pesados contaminantes.
Industria petrolera
Los derrames petroleros en las instalaciones de perforación y los escapes de los diques de retención de lodos contaminan el suelo.
Lluvia ácida
La lluvia ácida producida por los gases industriales al reaccionar en la atmósfera con el vapor de agua, provoca la acidificación de los suelos.
Basura
Las acumulaciones de desechos sólidos, especialmente los plásticos y la basura electrónica son fuente de contaminación de suelos. Entre otras cosas los plásticos liberan dioxinas y la basura electrónica aporta metales pesados al suelo.