AGRO20: El suelo como ente vivo: Organización y Características

RESUMEN

La mayor parte de la superficie terrestre está cubierta por una delgada capa de suelo. Esta capa, cuyo espesor varía entre unos pocos centímetros y dos o tres metros, puede parecer insignificante comparada con la masa de nuestro planeta. Sin embargo, en esos pocos centímetros, los reinos vegetal y animal se encuentran con el mundo mineral y establecen con él una relación dinámica. Los vegetales obtienen del suelo el agua y los nutrientes esenciales mientras que los animales elaboran su propia materia a costa de los vegetales. A posteriori los residuos vegetales y animales retornan de nuevo al suelo, donde son descompuestos por la numerosa población microbiana que allí se encuentra presente. De tal forma que, la vida es esencial para el suelo y el suelo es esencial para la vida. Es evidente pues que resulta necesario conocer nuestros suelos y sus potencialidades en condiciones óptimas de utilización y que se debe también intentar conservar su capacidad productiva y ambiental, evitando que las actuaciones humanas sobre ellos disminuyan esa capacidad o provoquen la pérdida de algunas de sus funciones.

1. EL SUELO COMO SISTEMA DE TRES FASES.

El suelo es un cuerpo natural tridimensional, que forma parte de un ecosistema y que está en equilibrio con el medio ambiente. Por ello, su estudio debe iniciarse en el campo, observando de forma detallada y precisa, tanto el suelo en su conjunto, como el medio en el que se encuentra (Moreno Caselles et al., 2000).Tiene como límite superior la atmósfera y un límite inferior díficil de ser definido. En general, el suelo pasa de forma gradual en su límite inferior a roca dura o materiales saprolíticos (Porta Casanellas et al., 2003).

Con frecuencia se considera que el suelo es un sistema abierto y dinámico, constituido por tres fases: sólida, líquida y gaseosa. La fase sólida está formada por los componentes inorgánicos (minerales) y orgánicos (materia orgánica) del suelo. Estas partículas sólidas dejan entre sí, una serie de huecos (poros, cámaras, galerías, grietas y otros), donde se hallan las fases líquida y gaseosa. La fase líquida del suelo está constituida principalmente por agua, que puede llevar en su seno sustancias disueltas o en suspensión y la fase gaseosa está formada por aire, constituyendo la atmósfera del suelo. Asimismo, en el suelo se pueden encontrar raíces y microorganismos que ocupan estos huecos (Moreno Caselles et al., 2000; Porta Casanellas et al., 2003).

Las interacciones entre las fases sólida y líquida adquieren especial relevancia al existir en la fase sólida partículas cargadas eléctricamente y de elevada superficie específica. Los procesos de adsorción e intercambio iónico son fundamentales para la actuación del suelo como depurador natural, para la vida en el suelo y en concreto para la nutrición de las plantas. Las fases líquida y gaseosa se hallan en cambio constantes, tanto en cantidad como en composición. La lluvia, el riego y las filtraciones incorporan agua al sistema, la evapotranspiración constituye la principal vía de salida en condiciones en las que no haya pérdidas por percolación. El aporte de agua diluye el contenido iónico de la fase líquida y la evapotranspiración concentra la solución del suelo. La presencia de sales solubles en el agua del suelo puede llegar a ser perjudicial para las plantas, al impedir que éstas puedan absorber el agua o por el efecto tóxico de algún ión (Porta Casanellas et al., 2003).

El oxígeno es el principal componente de la materia mineral, con un peso que suele sobrepasar la mitad del total. Otros elementos abundantes son aluminio, hierro, potasio, calcio, magnesio y sodio. Todos los demás elementos que componen la parte mineral no sobrepasan el 5% del peso total. Los minerales más abundantes en el suelo son los aluminosilicatos y los óxidos de aluminio, silicio y hierro (MAPA, 1989).

La materia orgánica presente en el suelo puede encontrarse bajo dos formas: viva o muerta. La parte muerta está formada por restos de animales y de vegetales más o menos descompuestos debido a la acción que ejercen sobre ella los microorganismos del suelo. Cuando la materia orgánica se descompone se liberan los elementos minerales contenidos en ella, que pasan de nuevo a disposición de las plantas.

El contenido de materia orgánica varía, por lo general, del 1 al 6% en peso. Los suelos de regiones muy ácidas suelen tener menos del 1% de materia orgánica y los de regiones muy húmedas suelen sobrepasar el 6%. Cuando el contenido en materia orgánica sobrepasa el 20% se habla de suelos orgánicos (Porta Casanellas et al., 2003).

EL SUELO COMO RECURSO NATURAL

En la figura 1 se puede observar que la fase sólida es la predominante en el suelo, ocupando entre el 50-60% del volumen total, mientras que las fases líquida y gaseosa se sitúan entre el 25-30% y el 15-20%, respectivamente.

Figura 1. Esquema de las fases del suelo y de los principales constituyentes (Moreno Caselles et al., 2000)

El Sistema Suelo, como parte integrante del ecosistema, es más estable que las formaciones biológicas que sustenta y, por tanto, el conocimiento de sus propiedades y de su función, así como de los agentes o fenómenos capaces de inducir cambios en él, nos proporciona una herramienta muy útil a la hora de predecir y catalogar los posibles impactos derivados de la modificación de sus características naturales (Moreno Caselles et al., 2000). En su evolución natural los cambios que se producen son lentos, y no alteran la productividad de los suelos a corto plazo. Sin embargo, cuando éstos se producen de forma rápida conducen a altos índices de degradación.

El suelo, por ser un recurso natural no renovable o muy difícil y costoso de renovar, debe ser utilizado sin llegar a superar su capacidad de aceptación de los distintos usos previstos en cada caso: agricultura, jardinería, paisajismo, silvicultura, urbanismo, etc., ya que los suelos son un bien común, escaso (referido a los suelos de calidad) que se puede explotar, pero cuyas propiedades deben de mantenerse para las generaciones venideras.

El Programa Mundial del Medio Ambiente considera que la humanidad tiene una gran dependencia del clima y del suelo al ser éstos recursos naturales y que el ritmo creciente de la población mundial lleva aparejado un aumento de la demanda de tales recursos. Por ello, es preciso establecer una estrategia común para conseguir un mayor conocimiento de ellos y una utilización más racional de los mismos. En este contexto, la Carta Europea de Suelos aprobada por el Consejo de Europa en 1972, establece doce puntos fundamentales (Moreno Caselles et al., 2000):

1. El suelo es uno de los bienes más preciados que posee la humanidad. Permite la vida de los vegetales, de los animales y del hombre sobre la Tierra.
2. El suelo es un recurso limitado que se destruye fácilmente.
3. La sociedad actual utiliza el suelo principalmente con fines agrícolas e industriales. Toda política futura de ordenación del territorio ha de ser concebida en función de las propiedades del suelo y de las necesidades vigentes en la sociedad actual y futura.
4. Los agricultores y los agentes forestales deben de aplicar métodos para preservar la calidad de los suelos.
5. Los suelos deben de estar protegidos contra la erosión.
6. Los suelos deben de ser protegidos frente a la contaminación.
7. Toda implantación urbana debe de ser realizada de forma que tenga mínimas repercusiones desfavorables sobre las áreas circundantes.
8. Las repercusiones de las obras públicas sobre las tierras vecinas han de ser evaluadas desde el mismo momento en que tiene lugar la concepción del proyecto y tomadas las medidas pertinentes para paliarlas.
9. El inventario de los recursos edáficos es indispensable.
10. Es necesario un esfuerzo continuado de investigación científica y de colaboración interdisciplinar entre diferentes áreas para poder garantizar una utilización más racional del recurso suelo y su conservación.
11. La conservación de los suelos, como tal, debe ser objeto de enseñanza a todos los niveles y de información pública de una forma continuada.
12. Los gobiernos y las autoridades administrativas responsables han de planificar y gestionar un uso más racional de los recursos edáficos existentes.

3. FACTORES DE FORMACIÓN DEL SUELO.

Según Jenny (1941), en Edafología se admite que las principales variables que determinan el estado de un suelo son la roca madre o material originario, el clima, los organismos vivos, la geomorfología y el tiempo. En otras palabras, los suelos son formados por una combinación de efectos causados por estos factores. Su acción determina la dirección, velocidad y duración de los procesos formadores. No obstante, posteriormente otros autores han ido destacando el papel desempeñado por otros factores. Así, Gaucher (1981) considera además los factores hidrológicos, la influencia del hombre, la influencia global del medio de edafogénesis, la evolución del medio geológico y de los paleoambientes de edafogénesis. La idea de que la interacción de diversos factores contribuye a la formación de un suelo ha dado lugar a la elaboración de la teoría de los factores de estado para explicar la génesis de suelos. A pesar de los años que han pasado, desde que fue formulada, sigue teniendo vigencia y es la que ha tenido un mayor impacto en los estudios edáficos para llegar a entender la formación de los suelos y los modelos de distribución en el paisaje (Porta Casanellas et al., 2003).

Entre los factores que influyen en la formación del suelo destacan, los siguientes (Porta Casanellas et al., 2003):

1. La roca madre o material originario: representa el estado inicial del sistema del suelo, de manera que, se puede decir que es el suelo en el tiempo cero. Resulta un elemento pasivo en la edafogénesis, sobre el cual actúan los factores que lo transforman. Este material puede ser una roca consolidada, un depósito no consolidado o un suelo preexistente (Porta Casanellas et al., 2003). La influencia del material originario sobre el suelo se percibe especialmente en el color, la textura y estructura del mismo, aunque todo ello dependerá de lo susceptible que sea dicho material a la meteorización, de las características físicas y del régimen de humedad. El tipo de roca determina la clase de suelo. Por ejemplo, el granito, se meteoriza lentamente y posee pocos elementos nutritivos, por lo que los suelos desarrollados a partir de esta roca suelen ser arenosos y poco fértiles. En cambio, los suelos derivados de roca caliza presentan, por lo general, una buena fertilidad natural (MAPA, 1989).

2. El clima: condiciona la humedad y temperatura del suelo de una forma directa y, a la vez, tiene una acción indirecta sobre el desarrollo de la vegetación y de los organismos vivos. Influye sobre procesos tales como la meteorización (física o química), el transporte y el depósito de materiales (Badía y Martí, 1999). Por todo ello, se considera que el clima es un factor activo en la edafogénesis (Porta Casanellas et al., 2003). En general, se admite que el principal efecto del clima viene determinado por la temperatura y la precipitación. De esta forma, la temperatura tiene una relación con respecto a las velocidades de reacción, de manera que altas temperaturas aceleran dichas reacciones. Por ello, en áreas frías y poco lluviosas, como la tundra, los suelos se desarrollan lentamente mientras que en áreas cálidas y muy lluviosas, como en los Trópicos, los suelos se desarrollan mucho más rápidamente (MAPA, 1989).

3. Los organismos vivos: que actúan como componentes activos del suelo son las plantas, los animales y los microorganismos e incluso el propio hombre. Las plantas representan un aporte de materia orgánica al suelo, contribuyendo tanto al desarrollo de la estructura como a la circulación del agua y del aire en el mismo. No obstante, la vegetación ejerce una acción de pantalla frente a la precipitación afectando, por lo tanto, al régimen de humedad del suelo, la infiltración, escorrentía y erosión del mismo. Los animales pueden, mediante acciones excavadoras, trituradoras y mezcladoras, contribuir a estructurar el suelo, mientras que los microorganismos actúan en los ciclos biogeoquímicos del carbono y del nitrógeno, y también en la biodegradación de la materia orgánica (White, 2000).

La mayoría de las plantas herbáceas son anuales y los residuos procedentes de las partes aéreas se acumulan en la superficie, mientras que la mayor parte de las raíces se acumulan en la capa superficial del suelo. Por esta causa, el horizonte A presente en los suelos de praderas suele ser rico en materia orgánica. Los árboles poseen abundantes raíces profundas, pero la cantidad de materia orgánica que aportan anualmente estas raíces es menos importante que la suministrada por las raíces de la vegetación herbácea. En los suelos forestales, la mayor parte de la materia orgánica proviene del mantillo, formado por restos de hojas y ramas, que se concentra en unos pocos centímetros de la parte más superficial del horizonte A.

4. El relieve: aunque sea moderado, ejerce una importante acción sobre la edafogénesis, debido sobre todo a que provoca una modificación en el régimen hídrico (Duchaufour, 1987). De modo general, se puede asegurar que la diversidad de los suelos a escala regional es debida a la influencia del clima, mientras que esa diversidad a escala local es controlada por el relieve (MAPA, 1989). A su vez, la pendiente de las laderas influye en la velocidad con que el suelo se erosiona (Thompson y Troeh, 1982). Una parte del agua que cae sobre una ladera escurre por la superficie y se infiltra en el terreno en otro sitio distinto a donde cae. Cuanto mayor es la inclinación de la ladera mayor es la escorrentía, lo que da lugar a un suelo más seco, con menor vegetación y, en consecuencia, con menor contenido de materia orgánica. Además, el agua arrastra el suelo de las laderas y lo deposita en las zonas más bajas, con lo cual el espesor del suelo en aquellas zonas es menor que en estas otras. Los arratres del suelo superficial ocasionan también una pérdida de materia orgánica, que va a enriquecer al suelo de las vaguadas. Los suelos de las laderas con pendientes acusadas tienen colores más claros que los de las zonas bajas, a consecuencia de la pérdida de suelo superficial (más rico en materia orgánica y, por tanto, más oscuro) que es arrastrado hacia los valles (MAPA, 1989). Además, el relieve tiene una importante influencia sobre el clima local. De ahí que, cambios en la elevación del terreno afecten a la temperatura, de modo que se registra un descenso de aproximadamente 0,5ºC por cada 100 m de incremento de altitud (White, 2000).

5. La edad del suelo: se refiere al tiempo durante el que los distintos procesos formadores han ido actuando sobre él, y para determinarla será necesario fijar un tiempo cero. Éste coincide con el de formación de la superficie geomórfica sobre la que se desarrolla el suelo (Porta Casanellas et al., 2003). Generalmente, el tiempo necesario para la formación de un suelo oscila entre cientos, miles y millones de años (Duchaufour, 1987); de ello se deduce que la formación de un suelo es un proceso lento pero continuo. Según el grado de desarrollo del perfil, los suelos se clasifican en jóvenes, maduros y viejos (MAPA, 1989). Un suelo joven está formado por un material parental más o menos disgregado, sin diferenciación de horizontes y con un ligero oscurecimiento de la parte más superficial, que indica el comienzo de la formación del horizonte A. Algunos suelos se mantienen jóvenes perpetuamente, debido a un aporte continuo de material sedimentario, a una erosión rápida o a un material parental muy resistente a la meteorización. Salvo en este último caso, los suelos jóvenes suelen ser fértiles. En un suelo maduro, los horizontes del perfil están claramente diferenciados y se ha llegado a una situación estacionaria, de tal forma que la cantidad de material parental transformado en suelo es aproximadamente igual a la cantidad perdida por erosión, lavado y otras causas. La fertilidad de estos suelos se mantiene a un nivel medio, gracias a la meteorización del material parental. Un suelo viejo tiene escasa fertilidad, debido a que no hay aporte de material parental, ha desaparecido la mayor parte de los materiales capaces de meteorizarse y han sido lavados la mayoría de los nutrientes liberados en estos procesos. Además, en el horizonte B se ha acumulado una gran cantidad de arcilla, que dificulta la aireación, los movimientos del agua y la penetración de las raíces. Las actividades geológicas, con levantamientos y hundimientos del terreno, interrumpen el desarrollo del suelo, de tal forma que algunos suelos no llegan nunca al estado de viejo, y aquellos otros que llegan y pierden su fertilidad son arrastrados a otro lugar por erosión o son enterrados en el mismo lugar por procesos de sedimentación, comenzando de nuevo la formación del suelo con el material situado en la superficie.

4. PROCESOS DE FORMACIÓN DEL SUELO.

El suelo es un sistema dinámico y abierto, resultado de la acción combinada de muchos procesos, integrados po una serie de reacciones y redistribuciones de materia. Al conjunto de procesos que intervienen en la génesis o formación del suelo se les denomina procesos edafogenéticos. La formación de un suelo comprende un conjunto de procesos que transforman una roca o un material en suelo. Las fases iniciales de la edafogénesis se caracterizan por un predominio de los cambios físicos y químicos, que afectan a la roca y a sus minerales, por la acción de los agentes atmosféricos y por la circulación del agua. Estas reacciones se agrupan bajo la denominación de procesos de meteorización. A medida que avanza el tiempo, empiezan a tener lugar otros procesos que afectan a un suelo y que junto con los de meteorización van definiendo las características del suelo resultante. El que tenga lugar un tipo u otro de procesos dependerá del material de partida y de las condiciones del medio, es decir, de los factores formadores, que son los que controlan la tendencia evolutiva (dirección y velocidad) del mismo.

En la formación de un suelo concreto, casi siempre actúa más de un proceso, ya sea simultánea, secuencialmente o alternativamente. Para facilitar su estudio los procesos de formación del suelo pueden dividirse en dos grupos: procesos de meteorización y otros procesos.

La meteorización consiste en la desintegración física y descomposición química de los materiales de las superficies terrestres o próximas a ella por procesos físicos, químicos y biológicos. Este proceso se refiere a la acción realizada sobre las rocas por fenómenos atmosféricos, tales como: lluvia, hielo, viento, etc. Es la respuesta de las rocas y los minerales a nuevas condiciones ambientales de la hidrosfera, atmósfera y biosfera que están próximas o en contacto con ellas (Moreno Caselles et al., 2000).

Otros procesos a tener en cuenta son los siguientes (Porta Casanellas et al., 2003):

1. Adiciones al suelo
Se refieren a la entrada en el suelo de diversos materiales tales como materia orgánica, aportes fluviales, volcánicos o químicos por la contaminación del aire.

2. Transformaciones dentro del suelo
Se llevan a cabo por alteraciones de los materiales del suelo normalmente a diferente profundidad debido a procesos de meteorización, edafoturbación, compactación con horizontes subyacentes helados, cementación, sodificación, descomposición, degradación y mineralización de la materia orgánica.

3. Translocaciones en el suelo
Referidas a la movilización de los materiales dentro del suelo, con la consiguiente acumulación. Éstas pueden ser de dos tipos: en solución y en suspensión.

4. Pérdidas de suelo
Cuyo término genérico sería eluviación, pueden ser debidas a lixiviación, esto es, migración de componentes del suelo por la acción de un agente químico, o por erosión desde la superficie, pudiendo afectar a la parte superior de un perfil.

5. CONCLUSIONES.

Al referirnos al suelo suelen emplearse los términos evaluar–utilizar–degradar–conservar, que se encuentran estrechamente relacionados. Una correcta evaluación de las potencialidades de un suelo, implica generalmente una adecuada utilización, incluyendo medidas de conservación y previniendo así su pérdida de potencialidad, esto es, su degradación. En este contexto, se hace necesario establecer políticas de planificación racional de usos del territorio, según su aprovechamiento óptimo y restringiendo la implantación de aquellas actividades que impliquen su deterioro. Cuando este proceso de planificación o toma de decisiones se aplica a nuestras actividades sobre el suelo, se han de tener presentes dos principios básicos:

1. Cada suelo debe dedicarse al uso para el que es más adecuado.
2. Cuando los suelos presentan un uso actual para el cual poseen un alto valor, deben protegerse frente a cambios de uso del suelo difícilmente reversibles.

Las decisiones sobre un nuevo uso del suelo o un cambio sobre la utilización del mismo, pueden acarrear beneficios o pérdidas, en términos económicos o ambientales. Estas decisiones deben basarse en un adecuado conocimiento de las potencialidades y limitaciones que presentan los suelos para el nuevo uso al que se los pretende destinar teniendo presente que el suelo es un ente vivo en el que multitud de procesos y factores intervienen.

6. BIBLIOGRAFÍA

- Badía, D. y Martí, C. (1999). Suelos del Pirineo Central. I.N.I.A.; U.Z.; C.P.N.A.; I.E.A. Huesca. 190 pp.
- Duchaufour, Ph. (1987). Manual de Edafología. Ed. Masson. Barcelona. 214 pp.
- Gaucher, G (1981). Les facteurs de la pédogénèse. Tome II. 30 pp.
- Jenny, H. (1941). Factors of soil formation. McGraw-Hill. New York. 281 pp.
- MAPA (Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación). (1989). El suelo y los fertilizantes. Ediciones Mundi-Prensa. Madrid. 283 pp.
- Moreno Caselles, J.; Moral Herrero, R.; Pérez Murcia, M. D. y Pérez Espinosa, A. (2000). Fundamentos de Edafología y Climatología. Editor Universidad Miguel Hernández. España. 395 pp.
- Porta Casanellas, J.; López-Acevedo Reguerín, M. y Roquero de Laburu, C. (2003). Edafología para la agricultura y el medio ambiente. 3ª Edición. Ed. Mundi-Prensa. Madrid. 929 pp.
- Thompson, L. M. y Troeh, F. R. (1982). Los suelos y su fertilidad. 4ª Edición. Ed. Reverté. Barcelona. 649 pp.
- White, R. E. (2000). Principles and practice of soil science. The soil science. The soils a natural resource. Blackwell Science. 348 pp.

Autores:

Ana Isabel Roca Fernández
Centro de Investigaciones Agrarias de Mabegondo. INGACAL. Apdo. 10 - 15080 La Coruña, España