EvaluaciAn-de-grupos-funcionales-como-indicadores-de-la-calidad-del-suelo--en-la-ciA-nega-de-Chapala--MichoacAín

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL 
“La técnica al servicio de la patria” 
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA 
UNIDAD TICOMÁN CIENCIAS DE LA TIERRA 
SECCIÓN DE ESTUDIOS DE POSGRADO E INVESTIGACIÓN 
TESIS: 
EVALUACIÓN DE GRUPOS FUNCIONALES COMO INDICADORES DE LA 
CALIDAD DEL SUELO, EN LA CIÉNEGA DE CHAPALA, MICHOACÁN. 
QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE: 
MAESTRO EN GEOCIENCIAS Y ADMINISTRACIÓN DE LOS RECURSOS 
NATURALES 
PRESENTA: 
CARLOS GUILLERMO GARCÍA VARGAS 
DIRCTOR 
M. en C. Rodrigo Mondragón Guzmán 
 
CO-DIRECTOR 
Dr. Francisco Estrada Godoy 
 
 
 
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL 
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA Y 
ARQUITECTURA 
UNIDAD TICOMÁN 
 
SECCIÓN DE ESTUDIOS DE POSGRADO E 
INVESTIGACIÓN 
 
 
 
i 
 
 
 
ii 
 
 
 
iii 
 
 
 
iv 
 
DEDICATORIA 
 
“COMO NO SABÍA QUE ERA IMPOSIBLE, LO HICE” 
ALBERT EINSTEIN 
 
DEDICO ESTE TRABAJO Y ESFUERZO A 
PERSONAS MUY ESPECIALES QUE FORMAN 
PARTE DE MI VIDA, QUE SIEMPRE HAN ESTADO A 
MI LADO APOYÁNDOME Y DÁNDOME LO MEJOR 
DE SÍ PARA SEGUIR PROGRESANDO Y 
CRECIENDO PROFESIONAL Y PERSONALMENTE. 
 
YO LOS LLAMO: 
 
 
FAMILIA. 
 
Un logro más, juntos FAMILIA, gracias totales 
 
 
 
 
v 
 
AGRADECIMIENTOS 
 
Por principio de cuentas, deseo dar gracias a Dios por brindarme nuevamente la 
oportunidad de llegar a la culminación de un proyecto de vida, en compañía de 
mi familia y rodeado de amigos y grandes maestros que me han llevado a ser lo 
que soy. 
Agradezco a mi familia, a todos y cada uno de los que la integran, por tener siempre su 
confianza depositada en mí, y enseñarme con el ejemplo que no hay mejor forma 
de cumplir las metas que con el esfuerzo y dedicación. 
Agradezco a todos y cada uno de los maestros de la Sección de Estudios de Posgrado 
de la Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura Unidad Ticomán, por 
haberme brindado su tiempo y dedicación. Especialmente al M. en C. Rodrigo 
Mondragón Guzmán y al Dr. Francisco Estrada Godoy quienes guiaron este 
trabajo y me ofrecieron su amistad incondicional. 
Agradezco a la Dra. Griselda Chávez Camarillo las facilidades que me brindó para tener 
acceso al laboratorio de enzimas microbianas de la Escuela Nacional de Ciencias 
Biológicas del IPN, donde se realizó la parte experimental de este proyecto. 
Un agradecimiento muy especial para la Dra. Enriqueta Amora Lazcano quien además 
de ser un gran ser humano, acepto guiar mi trabajo experimental y me lleno de 
conocimiento. 
Agradecimiento especial para todo el equipo de EM Capital Soluciones Integrales S.A. 
de C.V., en especial a la Lic. Edith Berenice Contla Sandoval y al Dr. Víctor Carlos 
Valerio por haber confiado plenamente en este servidor y haber apoyado mi 
carrera académica en todo momento. 
Finalmente un agradecimiento muy especial a las autoridades y personal académico y 
administrativo de la Escuela Nacional de Ciencias Biológicas por permitirme 
hacer uso de sus instalaciones y por su amabilidad. 
 
 
 
vi 
 
ÍNDICE TEMATICO 
RESUMEN ......................................................................................................................................................................... i 
ABSTRACT ...................................................................................................................................................................... ii 
INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................................................ 1 
- Capítulo I. ...................................................................................................................................................................... 3 
1.1. Generalidades del recurso suelo. .................................................................................................................. 3 
1.2.- El suelo ................................................................................................................................................................... 4 
1.3.- Factores de formación del suelo .................................................................................................................. 7 
a) El clima .............................................................................................................................................................. 8 
b) Los seres vivos ............................................................................................................................................... 8 
c) La topografía (Relieve) ............................................................................................................................... 9 
d) El tiempo .......................................................................................................................................................... 9 
e) Roca madre ...................................................................................................................................................... 9 
1.4.- El suelo y el clima ............................................................................................................................................... 9 
1.5.- Propiedades del suelo ................................................................................................................................... 10 
a) Color ................................................................................................................................................................ 10 
b) Textura ........................................................................................................................................................... 11 
c) Porosidad ....................................................................................................................................................... 11 
d) Permeabilidad o conductividad hidráulica ..................................................................................... 11 
e) Aeración ......................................................................................................................................................... 11 
f) Capacidad de cambio iónico ................................................................................................................... 12 
1.6.- El concepto de calidad .................................................................................................................................. 12 
1.7.- Calidad del suelo ............................................................................................................................................. 13 
1.8.- Pérdida de la calidad del suelo .................................................................................................................. 16 
1.9.- El suelo de México .......................................................................................................................................... 18 
1.10.- El suelo como recurso natural estratégico ........................................................................................ 22 
- Capítulo II. ................................................................................................................................................................. 24 
2.1. Indicadores de la calidad del suelo. .......................................................................................................... 24 
a).- Indicadores físicos .................................................................................................................................. 24 
b).- Indicadores químicos ............................................................................................................................ 25 
c).- Indicadores biológicos ........................................................................................................................... 25 
d).-Indicadorescualitativos ........................................................................................................................ 25 
2.2. Indicadores biológicos o bioindicadores ................................................................................................ 25 
vii 
 
2.3.- Los microorganismos del suelo como bioindicadores .................................................................... 27 
2.4.- Grupos funcionales de microorganismos indicadores de calidad del suelo ........................... 28 
2.5.- Interacciones rizosfera – microorganismos ........................................................................................ 33 
2.6.- Ciclos biogeoquímicos .................................................................................................................................. 34 
Ciclo del Carbón (C) ........................................................................................................................................ 38 
Ciclo del Nitrógeno (N) ................................................................................................................................. 43 
Ciclo del Azufre (S) ......................................................................................................................................... 48 
Ciclo del Fósforo (P) ....................................................................................................................................... 51 
2.7.- Usos de microorganismos en la agricultura ........................................................................................ 52 
3.- JUSTIFICACIÓN Y OBJETIVOS ........................................................................................................................ 55 
3.1. Objetivos particulares. .......................................................................................................................... 55 
4.- MATERIALES Y MÉTODOS .............................................................................................................................. 56 
4.1. Área de estudio ........................................................................................................................................ 56 
4.1.1. Características del área de estudio .............................................................................................. 56 
4.1.2. Localización geográfica del área de estudio ............................................................................. 57 
4.1.3 Características geológicas de la cuenca Lerma-Chapala ...................................................... 58 
4.1.4. Características geológicas de la Ciénega de Chapala ............................................................ 61 
4.1.5. Características geomorfológicas de la Ciénega de Chapala ............................................... 63 
4.1.6. Características topográficas de la Ciénega de Chapala ........................................................ 64 
4.1.7. Características edafológicas de la Ciénega de Chapala ........................................................ 64 
4.1.8. Características climatológicas de la Ciénega de Chapala .................................................... 65 
4.2. Metodología............................................................................................................................................... 65 
4.2.1. Selección de puntos de muestreo ................................................................................................. 66 
4.2.2. Toma de muestras .............................................................................................................................. 66 
4.2.3. Análisis físico-químico ...................................................................................................................... 67 
4.2.4. Análisis Biológico ................................................................................................................................ 67 
4.2.5. Interpretación del crecimiento de grupos funcionales ....................................................... 69 
4.2.6. Análisis Geoestadístico ..................................................................................................................... 75 
5.- RESULTADOS ....................................................................................................................................................... 76 
5.1. Selección de puntos de muestreo. .................................................................................................... 76 
5.2. Caracterización físico-química del suelo ....................................................................................... 79 
5.3. Análisis de grupos funcionales .......................................................................................................... 83 
5.4. Análisis estadístico de componentes principales ...................................................................... 86 
5.5. Análisis estadístico de Correlación Canónica (ACC)................................................................. 89 
viii 
 
6.- DISCUSIÓN ............................................................................................................................................................ 92 
7.- CONCLUSIONES ................................................................................................................................................ 101 
Referencias bibliográficas .................................................................................................................................. 103 
 
i 
 
ÍNDICE DE FIGURAS 
Figura 1. Pirámide jerárquica de indicadores de la calidad del suelo. Tomado de Brookes 
y Aciego, 2011. .......................................................................................................................................................... 15 
Figura 2. Principales causas de degradación de suelos en México. ............................................... 17 
Figura 3. Principales grupos de suelo en México. (Clasificación FAO-ISRIC-ISSS, 1998) 
Tomado de INEGI México 2007. ...................................................................................................................... 19 
Figura 4. Los ciclos biogeoquímicos consisten en la circulación de los principales 
elementos necesarios por los seres vivos .................................................................................................. 35 
Figura 5. Que el ecosistema cuente con un reservorio y la presencia de microorganismos 
que permitan la recirculación de los nutrientes son los dos elementos básicos de en un 
ciclo biogeoquímico. .............................................................................................................................................. 37 
Figura 6. Circulación del carbón dentro del ecosistema.................................................................... 41 
Figura 7. Ciclo biogeoquímico del Nitrógeno y las tres etapas principales ............................. 44 
Figura 8 Ciclo biogeoquímico del Azufre ................................................................................................... 49 
Figura 9. Ciclo biogeoquímico del fósforo .................................................................................................. 52 
Figura 10. Vista de las áreas desecadas a partir de la construcción del bordo de contención 
de Maltaraña, mismo que se ejecutó entre los años 1904-1908. ................................................... 56 
Figura 11. Esquema de localización de la Ciénega de Chapala y los municipios que lo 
integran. Tomado de (Sandoval, 2011). ...................................................................................................... 58 
Figura 12. Columna geológica de la región de la cuenca Lerma-Chapala ................................. 59 
Figura 13. Geología del distritode riego 024 Ciénega de Chapala. ............................................... 63 
Figura 14. Edafología del distrito de riego No. 24 Ciénega de Chapala. .................................... 65 
Figura 15. Distribución y ubicación de los puntos de muestreo. ................................................... 66 
Figura 16. Crecimiento de grupos Amonificadores ............................................................................... 70 
Figura 17. Crecimiento de grupos Desnitrificadores ............................................................................ 71 
Figura 18. Prueba positiva para microorganismos desnitrificadores ......................................... 72 
Figura 19. La presencia de un precipitado blanco (sulfato de bario) evidencia una prueba 
positiva ......................................................................................................................................................................... 73 
Figura 20. Reacción positiva de reducción. ............................................................................................... 73 
Figura 21. a) Testigo negativo del medio específico para microorganismos Solubilizadores 
de Fósforo, b) Prueba positiva. c) testigo negativo del medio específico para Celulíticos. d) 
Prueba positiva. ....................................................................................................................................................... 74 
ii 
 
Figura 22. Zonificación de la zona de estudio en función del flujo de energía. Las área 
sombreadas con rojo representan la zonas donde el flujo de energía y nutrientes es muy 
acelerado debido a procesos físicos químicos y biológicos, las áreas sombreadas en verde 
representan zonas de bajo flujo de energía y nutrientes. .................................................................. 79 
Figura 23. Análisis de componentes principales .................................................................................... 88 
Figura 24. Análisis de correlaciones canónicas ....................................................................................... 92 
 
 
i 
 
ÍNDICE DE TABLAS 
Tabla 1. Indicadores físicos, químicos y biológicos de la calidad del suelo y su relación con 
las funciones y condiciones del suelo ........................................................................................................... 16 
Tabla 2. Características de los tipos de suelo con base en el sistema de clasificación de la 
USDA y su presencia en territorio nacional y el área de estudio. .................................................. 20 
Tabla 3. Principales reservorios de carbón .................................................................................................... 39 
Tabla 4. Principales grupos de rocas que constituyen la Ciénega de Chapala ................................. 61 
Tabla 5. Análisis físico químico de las muestras del suelo ...................................................................... 80 
Tabla 6. Análisis microbiológico de las muestras del suelo .................................................................... 84 
Tabla 7. Valores propios del análisis de Componentes Principales (CP) para las variables 
fisicoquímicas v.s. abundancia de microorganismos ................................................................................. 86 
Tabla 8. Valores propios del análisis de Correspondencias Canónicas (ACC) para las variables 
fisicoquímicas v.s. abundancia de microorganismos. ................................................................................ 89 
Tabla 9. Análisis de Correspondencias Canónicas ...................................................................................... 90 
Tabla 10. Prueba de Bartlet de lambda de Wilks ......................................................................................... 91 
Tabla 11. Interacción de la relación C/N ......................................................................................................... 98 
 
 
 
i 
 
RESUMEN 
Debido a que el suelo es un recurso natural sin estándares de calidad definidos (debido 
a su variabilidad) es difícil establecer alguna medida física, química o biológica que 
pueda ser considerada lo suficientemente adecuada para reflejar su calidad. Sin 
embargo, la comunidad microbiana de los suelos agrícolas, como el que se presenta en 
la Ciénega de Chapala, es un componente con múltiples funciones esenciales en la 
fertilidad del suelo. 
En este trabajo se realizó un estudio de los grupos funcionales de microorganismos del 
suelo que participan en el reciclamiento de los principales elementos de suelo 
(carbono, nitrógeno, fósforo y azufre) con la finalidad de estimar, con base en la 
composición, distribución y abundancia de microorganismos, la calidad del suelo para 
esta zona de estudio, misma que es de gran importancia y trascendencia en el sector 
agrícola. 
Los grupos funcionales considerados en este estudio son aquéllos que participan 
directa o indirectamente en los ciclos de los nutrientes y en la recirculación de la 
materia orgánica, teniendo en cuenta que éstos interaccionan entre sí, con las plantas 
y los demás factores físicos y químicos del suelo, por lo que dan idea de la calidad del 
mismo. 
El estudio se hizo en condiciones de campo y laboratorio, el análisis fisicoquímico de 
los suelos se realizó en el laboratorio del Colegio de Posgraduados de la Universidad 
Autónoma Chapingo, tomando como documento base la NOM-021-RECNAT-2000. Por 
otra parte, los ensayos biológicos fueron realizados en el laboratorio de Enzimas 
Microbianas de la Escuela Nacional de Ciencias Biológicas del IPN mediante la 
metodología de siembra en medios selectivos y análisis estadístico por el método del 
Número más probable (NMP). 
 
ii 
 
ABSTRACT 
Because the soil is a natural resource without defined quality standards; its difficult to 
establish any physical, chemical or biological action that may be considered adequate 
enough to reflect the quality of this natural resource. 
However the microbial community of agricultural soils as it is presented in the Cienega 
de Chapala is a component with multiple critical roles in soil fertility. 
This paper presents a study of the functional groups of soil microorganisms involved 
in the cycling of the main soil elements (carbon, nitrogen, phosphorus and sulfur) in 
order to estimate based on the composition, distribution and abundance was 
conducted microorganisms soil quality for this area of study of great importance and 
significance in the agricultural sector. 
Functional groups in this study are those directly or indirectly involved in the cycles of 
nutrients and recirculation of organic matter, considering that they interact with each 
other, with plants and other physical and chemical soil factors. 
The study was conducted in laboratory and field conditions, the soil physicochemical 
analysis was performed in the laboratory of the Graduate School of the Universidad 
Autónoma Chapingo, based document NOM-021-RECNAT-2000, moreover trials 
Biological were performed in the laboratory of Enzimas Microbianas of the Escuela 
Nacional de Ciencias Biologicas del IPN by selective seeding methodology and 
statistical analysis means the most probable number method (MPM). 
 
 
 
1 
 
INTRODUCCIÓN 
Anteriormente los recursos naturales se identificaban como bienes infinitos que 
siempre podían ser aprovechados, pero la sobre explotación de los bosques, de los 
acuíferos, de los ríos, y muy recientemente del suelo, denuncian la antesala de 
desastres ecológicos y ponen en evidencia los recursos como bienes limitados. 
En su condición de uso primario, el suelo es susceptible de recibir impactos que pueden 
expresarse en diferentes formas de degradación, e inclusive en la pérdida total e 
irreversible del mismo. Al respecto, la Organización para la Cooperación y elDesarrollo 
Económicos (OCDE) coloca a México entre los primeros lugares en este aspecto, con 
cerca del 50% de sus suelos severa y muy severamente degradados. 
Como "fábrica de alimentos”, el suelo en México y el mundo constituye un “recurso 
natural estratégico” frente a una población mundial en continuo aumento y demandas 
crecientes en cantidad y calidad de los productos que de éste se derivan. 
Sin embargo, el suelo recibe poca atención por parte de la población y de los tomadores 
de decisiones responsables de salvaguardar este recurso. Basta mencionar, como un 
claro síntoma de este olvido, el hecho de que en México no exista una norma, ley, 
reglamento o metodología estandarizada, que permita evaluar la calidad de los suelos, 
como si ocurre para el aire y el agua. 
Lo más cercano se establece en la Norma Oficial Mexicana (NOM-021) (SEMARNAT, 
2002) misma que establece las especificaciones de fertilidad, salinidad y clasificación 
de los suelos y en la cual además se hace referencia a las metodologías para algunas 
determinaciones fisicoquímicas y métodos de muestreo. 
Si bien esta falta de metodologías estandarizadas obedece a la compleja dinámica que 
posee este recurso, y a la gran cantidad de usos para los cuales el suelo es empleado, 
no limita, desde nuestro punto de vista, la posibilidad de evaluar y estimar mediante el 
uso de herramientas geoestadísticas y ensayos biológicos la calidad del suelo de la 
Ciénega de Chapala. 
2 
 
Al respecto hemos de mencionar que el concepto de calidad y salud del suelo no 
siempre son términos equivalentes. Como lo recuenta Carter et al., (1997) la calidad 
del suelo se refiere la propiedad que tiene éste para desarrollar las funciones para las 
cuales está destinado, o desarrollar un propósito específico (ej. suelos agrícolas, suelos 
de pastoreo, suelos de conservación, etc.). Mientras que la salud se refiere a la 
evaluación de las propiedades dinámicas del suelo, es decir el análisis cuantitativo de 
las variables físico-químicas. 
Es bien sabido por la comunidad científica, que la evaluación de la calidad del suelo no 
se debe determinar por un grupo único de indicadores básicos, como comúnmente se 
ha desarrollado, ya que cada circunstancia dentro del paisaje biofísico responde a 
condiciones particulares. Por ello, para el desarrollo de este proyecto se ha propuesto 
emplear los grupos funcionales de microorganismos del suelo, en conjunto con las 
características físico químicas, como indicadores de la calidad del suelo. 
Un grupo funcional es un grupo de especies que poseen atributos (morfológicos, 
fisiológicos, conductuales o de historia de vida) que son semejantes, y que desempeñan 
papeles ecológicos equivalentes. 
La identificación de los grupos funcionales en un determinado ambiente, permite 
conocer las propiedades del ecosistema tales como: producción de materia orgánica, 
resistencia a cambios ambientales, capacidad de recuperación y regeneración, 
potencial degradativo, etc. 
En otras palabras, la identificación de los grupos funcionales permite estimar y evaluar 
la calidad del suelo. Entre mayor variabilidad y abundancia de microorganismos exista 
en el suelo, mejores propiedades adopta, favoreciendo la productividad y el 
crecimiento animal y vegetal. 
3 
 
- Capítulo I. 
1.1. Generalidades del recurso suelo. 
El suelo desempeña funciones de gran importancia para el sustento de la vida en el 
planeta, es fuente de alimentos, actúa como medio filtrante, amortiguador y 
transformador, es hábitat de miles de organismos, y es escenario donde ocurren los 
ciclos biogeoquímicos indispensables para que la trasformación de los minerales se 
lleve a cabo. 
Por esta razón no es complicado pensar que, la transformación de la forma de vida del 
ser humano de nómada a sedentario, trajera consigo la necesidad de buscar más y 
mejores suelos con vocación de proveer alimentos y sitios donde vivir. 
El resultado de esta búsqueda, daría lugar muchos años más tarde, a considerar al suelo 
como un recurso natural estratégico y finito, objeto de investigaciones serias a nivel 
internacional, en donde se hacía énfasis en definir conceptos como: calidad del suelo. 
Es innegable que rastrear la génesis de este concepto muestra que la utilización de un 
nuevo vocablo responde a la necesidad de conceptualizar una situación puntual que no 
puede ser expresada con la precisión requerida por las palabras de las que se disponen 
en ese momento, lo cual da cuenta de la complejidad del problema que subyace al 
surgimiento del concepto. 
Dicha complejidad está dada por el hecho de que existen tantas definiciones de suelo 
como estudios y cada una de ellas, está en función del área de especialización de 
quienes las realizan y el enfoque que se pretende dar al estudio. 
Según Sojka y Upchurch (1999) las definiciones de calidad del suelo son contextuales 
y subjetivas; estos autores consideran necesaria la unificación de criterios sobre su 
significado, importancia y medición, como lo hacen Singer y Ewing (2000). 
4 
 
Estas primeras líneas dan idea de la complejidad y dinamismo que el suelo representa, 
por lo que en el presente capitulo se intenta clarificar y establecer algunos de los 
conceptos básicos referentes al recurso suelo. 
1.2.- El suelo 
El suelo es la capa más externa de la corteza terrestre compuesto por tres fases, una 
sólida formada por material mineral y orgánico, una fase líquida y una gaseosa 
(Nogales, 2005). Es un elemento ambiental al que normalmente no se ha prestado 
demasiada atención a pesar de su importancia estratégica para los ecosistemas y la 
economía. 
También es considerado un recurso vivo, dinámico, compuesto de diferentes partículas 
minerales, materia orgánica y numerosas especies de microorganismos. Solamente un 
gramo de suelo puede contener miles de especies de microorganismos y billones de 
individuos que forman parte de comunidades complejas que son susceptibles a los 
cambios en el microambiente (Uribe, 1999). 
Es un recurso finito y no renovable, porque su regeneración requiere periodos muy 
largos (Huber et al., 2001) y su deterioro es un problema que involucra la salud del 
hombre y de los seres vivos. 
Existe un sin número de trabajos que hablan del suelo, de sus funciones y pérdida del 
mismo como lo recuentan Dilly et al.,(1998); Roper et al.,(1998); Bauhus et al.,(1999) 
y Filip (2002); sin embargo existen tantas definiciones de este término como autores; 
cada una de ellas, depende del área de especialidad y del enfoque del estudio, como lo 
recuentan Hillel (1998); Buol et al., (1997); Malagón et al., (1995); Porta, et al., (1994); 
y la Soil Survey Division Staff. 
Algunas definiciones muy simplistas de suelo son: 
1.- Soporte para el crecimiento vegetal. 
5 
 
2.- Sistema abierto formado por una fase sólida, una fase líquida y una fase gaseosa, 
que se forma a partir de las rocas con la intervención de los seres vivos y caracterizados 
por poseer vida y estar sometido a variaciones. 
3.- El suelo es, desde el punto de vista del agricultor, el sitio para ubicar sus semillas y 
producir sus cosechas (Worthen, 1949). 
4.- Para un químico, es el laboratorio donde se producen reacciones entre las fases 
sólida, líquida y gaseosa. 
5.- Un antropólogo o un arqueólogo podrán ver el suelo como un tipo de registro del 
pasado (Jaramillo, 2002). 
En una forma más compleja y desde una visión geotécnica, el suelo es, el material sin 
consolidar que se encuentra sobre el lecho rocoso. Desde el punto de vista agrícola, el 
suelo es la capa de material fértil que recubre la superficie de la tierra y que es 
explotada por las raíces de las plantas y, a partir de la cual, obtienen sostén, 
nutrimentos y agua. Desde una perspectiva ambiental, este concepto simple ha 
evolucionado hasta reconocer su papel fundamental en todos los procesos eco-
sistémicos, debido a las funciones y servicios que realiza,tales como la regulación y la 
distribución del flujo de agua o como amortiguador de los efectos de diversos 
contaminantes (Sumner, 2000). 
Hacia finales del siglo XIX, Dokuchaev (1886), citado por Buol et al., (1997), propuso 
que el término suelo se utilizara para definir “aquellos horizontes de la roca que a 
diario o casi a diario cambian sus relaciones bajo la influencia conjunta del agua, el aire 
y varias formas de organismos vivos y muertos” (Jaramillo, 2002). 
De acuerdo con el glosario de la Sociedad Americana de la Ciencia del Suelo (1984)1 
éste puede definirse como “el material mineral no consolidado en la superficie de la 
tierra, que ha estado sometido a la influencia de factores genéticos y ambientales, 
actuando durante un determinado periodo”. (PNUMA-SEMARNAT, 2004) 2 
 
1 Por sus siglas: Soil Sciense Society of America. 
 
2 Por sus siglas: Programa de las Naciones Unidad para el Medio Ambiente. 
6 
 
Sin importar que definición se elija, en todas se puede observar que el concepto suelo, 
describe algo que es dinámico, característica que le confiere la complejidad para su 
descripción. 
Los esfuerzos por incluir todas estas ideas en una sola, a fin de estandarizar este 
concepto, resulta sumamente complejo, por lo que, para los fines de este estudio 
adoptaremos la definición propuesta por Sposito (1989) citado en Volke et al., (2005) 
quien lo define como un cuerpo natural, tridimensional, no consolidado, producto de la 
interacción de los factores de formación del suelo (clima, rocas, organismos, relieve, 
tiempo) y su estrecha relación con los diferentes grupos de microorganismos que viven 
en él. 
El suelo está compuesto por sólidos (material mineral y orgánico), líquidos y gases, que 
se mezclan para formar los horizontes o capas diferenciales, resultado de las adiciones, 
pérdidas, transferencias y transformaciones de energía y materia a través del tiempo, 
y cuyo espesor puede ir desde la superficie terrestre hasta varios metros de 
profundidad. 
Por otra parte, es importante destacar que para definir, qué es el suelo, también deben 
ser consideradas las funciones que éste realiza. Esto es, el suelo, aunque únicamente 
abarca una proporción pequeña de la corteza terrestre (entre 30 y 120 cm de espesor 
mayoritariamente) cumple con importantes funciones en los ecosistemas, mismos que 
a continuación se describen: 
a) Da soporte a las plantas y las abastece con agua, oxígeno y nutrimentos. 
b) Es hábitat de numerosas especies de microorganismos. 
c) Funge como regulador del ciclo hidrológico, dado que permite la infiltración 
del agua pluvial y retiene una parte de la misma contra la fuerza de gravedad en 
el espacio radical de las plantas, mientras que filtra la otra parte, para destinarla 
a la recarga de los acuíferos. 
7 
 
d) Los procesos biogeoquímicos que ocurren en el suelo transforman la 
hojarasca y los cadáveres de animales en compuestos más simples, con lo que 
se reciclan los nutrimentos que los componen. 
e) Da soporte físico a la infraestructura y sirve como depósito de desechos 
producto de las diversas actividades humanas. (Schlichting, 1978; Brady et al., 
1996). 
Además, el suelo juega un papel ambiental de suma importancia, ya que puede 
considerarse como un reactor biofísico-químico en donde se descompone material de 
desecho que es reciclado dentro de él (Hillel, 1998). 
1.3.- Factores de formación del suelo 
Al incrementarse y tomar mayor auge el estudio del suelo a lo largo del tiempo, las 
definiciones y por tanto las teorías de la génesis del suelo han ido cambiando. Hasta 
hace un siglo era común, considerar al suelo como roca desintegrada, mezclada con 
materia orgánica descompuesta idea que fue reemplazada, por el concepto de que los 
suelos eran más que roca meteorizada y que tenían perfiles constituidos por horizontes 
relacionados. La antigua teoría sobre la formación del suelo, basada en la 
meteorización exclusivamente, resultó insuficiente y se necesitó una nueva teoría para 
explicar la formación del perfil del suelo y su diferenciación en horizontes (Duran et al., 
1997). 
Actualmente y gracias a los trabajos de Simonson (1959) y de Gaucher (1968) se acepta 
que, en los procesos de formación y evolución de los suelos intervienen una serie de 
factores denominados (factores de formación de suelos) que son comunes a todos los 
suelos pero que según las condiciones, se manifiestan con mayor o menor intensidad. 
Jenny (1940) a partir de los estudios de Dokuchaev representó en forma de ecuación 
algebraica al suelo, como una función de los factores de formación (que se describen 
más adelante) de la siguiente manera: 
S = f (cl, o, r, p, t) 
8 
 
Dónde: "S" identifica al suelo, "f" es una función, "cl" identifica las características 
climatológicas, "o" identifica a los organismos, "r" al relieve, "p" a la roca madre y "t" al 
tiempo. 
Esta ecuación permite entender la complejidad y dinamismo del suelo ya que, para una 
determinada combinación de los factores de formación sólo puede existir un tipo de 
suelo; la misma combinación de factores originará siempre el mismo tipo de suelo 
independientemente del lugar geográfico en que se encuentre (Galleguillos, 2003). 
Factores de formación del suelo empleados en la ecuación de Jenny (op. Cit). 
a) El clima 
La acción del clima en la formación del suelo es debida a que éste permite regular el 
aporte de agua, además de que determina su temperatura, lo cual es un factor crucial 
para el desarrollo de organismos. También es el responsable de establecer el grado y 
velocidad de descomposición de la materia orgánica. 
b) Los seres vivos 
Dentro de los factores formadores del suelo los microorganismos juegan un papel muy 
importante pues son los encargados de la fertilidad del suelo (Porta et al., 2003). 
Para que exista un adecuado crecimiento orgánico en el suelo, deben cumplirse ciertas 
condiciones y combinarse factores diversos, cuando algunos factores importantes, 
como temperatura, pH extremo, o contaminación química se imponen en un ambiente 
natural, la biota del suelo se ve afectada, así como los procesos que regulan estos 
microorganismos (Oliveira et al., 2006). 
Como entidad viva, el suelo alberga organismos a los que les brinda nutrientes, y un 
sitio para su óptimo desarrollo sitio de desarrollo. 
Se consideran microorganismos del suelo aquéllos que miden <200μm; en esta 
categoría se encuentran protozoos y algunos nematodos, así como bacterias, 
actinomicetos, hongos y algas. El crecimiento microbiano más importante tiene lugar 
9 
 
en la superficie de las partículas del suelo, normalmente en la zona conocida como 
rizosfera (Contreras, 2005). 
c) La topografía (Relieve) 
Ejerce tres acciones fundamentales para la evolución del suelo. 1.- transporte 
(transporte de todo tipo de materiales que se trasladan pendiente abajo) 2.- microclima 
(el relieve modifica las características del clima edáfico) y 3.- características hídricas 
(el relieve también influye en la cantidad de agua que accede y pasa a través del suelo). 
d) El tiempo 
La velocidad de formación de un suelo es extraordinariamente lenta y depende del tipo 
de factores formadores. El suelo se origina por una seria de procesos que se van 
desarrollando a diferentes velocidades. Si correlacionamos el factor clima con este 
último, es lógico pensar que en climas húmedos y cálidos la formación del suelo es más 
rápida que en climas fríos y secos. 
e) Roca madre 
Representa la fuente de los materiales sólidos del suelo y determina la composición 
mineralógica, permeabilidad y granulometría, elementos que confieren las 
características especiales a cada suelo. 
Partiendo de estas últimas ideas, podemos determinar que si se establecen estándares 
internacionales para los diferentes factores de formación y se evalúa la productividad 
de suelos originadospor la misma combinación de factores, podremos estimar la 
calidad del suelo. 
1.4.- El suelo y el clima 
Como ya se ha descrito con anterioridad, el clima es el principal factor de formación 
que determina la evolución de un suelo, ya que condiciona el tipo de meteorización que 
va a afectar a la roca madre, los procesos de lavado y el desarrollo de la vegetación. 
10 
 
El clima no sólo ejerce su influencia en la formación del suelo por su control sobre 
algunas reacciones físicas y químicas (catalizador) sino también por su control sobre 
el factor biótico y en alguna medida sobre los factores relieve y edad a través de su 
relación con los procesos erosivos y de deposición de materiales. 
Por ello los dos elementos climáticos más importantes que han sido correlacionados 
con las propiedades de los suelos son 1.-) la temperatura y 2.-) la lluvia. 
El primero de los elementos, la temperatura, influencia la evolución del suelo de 
distintas maneras. Según la ley de Van't Hoff sobre la cinética química, por cada 10°C 
de aumento de la temperatura se duplica la velocidad de las reacciones, lo que ejerce 
una marcada influencia en el tipo y cantidad de vegetación presente en un área y con 
esto, la cantidad y clase de materia orgánica. Igualmente la velocidad de 
descomposición de la materia orgánica es mayormente controlada por la temperatura. 
El segundo elemento (el agua de lluvia) es un agente necesario en la formación del 
suelo, ya que esta disuelve y remueve materiales solubles, asegura el desarrollo de la 
biomasa, transporta y transloca materiales y ejerce acciones físicas y químicas de 
alteración. 
1.5.- Propiedades del suelo 
Como ya lo hemos descrito, el suelo procede de la roca madre, la cual se altera por la 
acción de los factores de formación ya descritos y a los factores ambientales. En la 
generación del suelo, se desarrollan una serie de características que transforman el 
material original, hasta darle una morfología y propiedades específicas para cada tipo. 
En este apartado describiremos algunas de las propiedades que posee el suelo. 
a) Color 
Es una propiedad física que permite inferir características importantes como su 
composición mineralógica, su edad o los procesos edáficos que tienen lugar, como la 
rubefacción, la acumulación de carbonatos, la presencia de materia orgánica 
11 
 
humificada, etc. Del mismo modo, permite diferenciar entre distintos tipos de 
horizontes de un mismo perfil o entre perfiles de distintos suelos. 
b) Textura 
Se refiere a la composición granulométrica de la fracción inorgánica del suelo, 
compuesta por tres fracciones que suelen estar presentes en mayor o menor 
proporción (arenas-limos-arcillas). El porcentaje de cada una de éstas es lo que se 
llama textura del suelo. La textura del suelo es una consecuencia de la actuación de los 
factores formadores (tipo de litología, clima, edad del suelo, etc.) 
c) Porosidad 
La textura y la estructura del suelo condicionan la porosidad, además permite la 
función de regulación, aireación y la dinámica del agua en el suelo. La porosidad del 
suelo varía según el grado de desarrollo y el tipo de estructura que posee. Los poros 
del suelo son diversos en cuanto a su tamaño, forma y orientación. En los suelos 
arcillosos, los poros son pequeños y estrechos, mientras que en los suelos arenosos, los 
poros son grandes y forman canales más o menos continuos. 
d) Permeabilidad o conductividad hidráulica 
En el suelo, el agua está sometida a diferentes campos de fuerzas, como la acción de la 
gravedad. Esta fuerza condicionan el estado energético del agua y representa la 
facilidad con la que el medio deja pasar el agua a través de el por unidad de área de 
forma transversal a la dirección del flujo. 
e) Aeración 
El intercambio gaseoso entre el suelo y la atmósfera se produce por difusión entre 
ambos. Existen procesos que favorecen este intercambio y que se conocen como 
respiración del suelo, la cual se realiza primordialmente por los cambios de volumen 
que experimenta la fase sólida del suelo en las alternancias térmicas producidas entre 
el día y la noche; también se ve favorecida por los periodos de lluvia que desalojan 
12 
 
prácticamente la totalidad del aire existente, que es absorbido de la atmósfera a medida 
que el agua va abandonando el suelo a través de la macro-porosidad. 
f) Capacidad de cambio iónico 
El cambio iónico se puede considerar, como una reacción de equilibrio entre un 
compuesto suelo-catión y los de una disolución en contacto con el suelo. Es un proceso 
reversible, estequiométrico y rápido mediante el cual la fase sólida retira y retiene 
algunos iones de la solución del suelo (solo las arcillas de la fase sólida) al tiempo que 
le entrega cantidades equivalentes de otros, para establecer un nuevo equilibrio 
(López, 2005; Lax-Muñoz, 1968). 
Como es claro, hablar de suelo es forzosamente, hablar de un sin número de variables, 
que por sí solas pueden dar idea o una aproximación del estado en que se encuentra 
este recurso natural; sin embargo y al igual que ocurre con el concepto de suelo, el de 
“calidad de suelo” no es fácil de entender, por lo que a continuación daremos una 
revisión de este concepto y lo discutiremos brevemente a fin de reducir su complejidad. 
 1.6.- El concepto de calidad 
Jiménez Ballesta (2006) se refiere al término de calidad como “palabra casi mágica que 
aparece como en otros numerosos campos, como el del agua, aire, etc.” ya que podría 
pensarse que las demandas de medida de calidad del suelo son similares a las de estos 
otros recursos. Sin embargo, el diccionario de la Real Academia Española define el 
concepto de calidad como “la propiedad o conjunto de propiedades inherentes a una 
cosa que permite apreciarla como igual, mejor o peor que las restantes de su misma 
especie” (Jiménez, 2006). 
Por otro lado, en la norma internacional ISO: 8402 (1986) se define la calidad como el 
conjunto de características de una entidad, que le confiere la aptitud para satisfacer las 
necesidades establecidas y las implícitas. Igualmente en la norma internacional ISO: 
9000 (2000) se le define como el grado en que, un conjunto de características 
inherentes cumple con los requisitos. 
13 
 
En los años 90`s, cuando toma más fuerza el estudio del suelo, Pierce y Larson (1993) 
definen la calidad como la capacidad para un uso determinado. Estas definiciones a 
pesar de ser planteadas en circunstancias y tiempos diferentes, coinciden en que, para 
hablar de calidad es preciso 1.- contar con un conjunto de características que puedan 
ser evaluadas y 2.-identificdar el uso o el fin para el cual se quiere evaluar la calidad, ya 
que aquello que para unos es de calidad, para otros puede ser mala calidad en función 
de cómo se realiza y los objetivos del análisis. 
Además existen dos características esenciales del término, por una parte, la 
subjetividad de su valoración y por otra su relatividad. Calidad no es una cualidad 
absoluta que se posee o no se posee, sino un atributo relativo. Como es evidente, y al 
igual que para el suelo, existen una gran variedad de definiciones del concepto de 
calidad, nuevamente determinadas cada una de ellas, con base en el área de 
especialización o interés de quienes las realizan. La subjetividad del término y la 
dependencia de factores externos, como el uso, interacciones con el ecosistema, 
prioridades políticas y socio-económicas dificultan la tarea de llegar a un consenso y 
establecer una definición clara y objetiva de la calidad. 
1.7.- Calidad del suelo 
El concepto de calidad y salud del suelo no siempre son términos equivalentes. Como 
lo recuenta Carter et al., (1997) la calidad del suelo se refiere a la propiedad que tiene 
éste para desarrollar las funciones para las cuales está destinado, o desarrollar un 
propósito específico (ej. suelos agrícolas, suelos de pastoreo, suelos de conservación,etc.). Mientras que la salud se refiere a la evaluación de las propiedades dinámicas del 
suelo, es decir el análisis cuantitativo de las variables físico-químicas. 
Para este trabajo, se evaluó la calidad del suelo, con base en la composición, 
distribución y abundancia de especies presentes y se parte del supuesto de que, a 
mayor número de microorganismos distribuidos en una forma más homogénea mejor 
es la calidad de este recurso natural. 
14 
 
La presencia de un mayor grupo de microorganismos supone una mejor resiliencia del 
suelo, por lo que tendrá mejores atributos respecto a otro que no cuente con la 
diversidad taxonómica mínima indispensable. 
 Las actividades humanas han producido cambios en los ecosistemas, con la 
consiguiente pérdida de la calidad y cantidad de los recursos naturales, así como de los 
climas y biodiversidad en muchas regiones (IPCC3, 2007). En este contexto la 
determinación de la calidad del suelo se presenta como una herramienta ideal para 
identificar o conocer, en qué estado se encuentra el suelo, así como determinar qué 
medidas son necesarias para un mejor funcionamiento. 
Para el análisis de la calidad del suelo normalmente se emplean las variables físicas, 
químicas y más recientemente biológicas (Figura 1), así como sus interacciones. Sin 
embargo, no todos los parámetros tienen la misma relevancia para todos los suelos, o 
situaciones (USDA, 1999). 
Como se ha insistido en el presente trabajo, el suelo no posee estándares de calidad 
definidos, debido a su variabilidad y a otros factores que afectan su funcionamiento, lo 
que dificulta definir, medir y regular la calidad de este recurso. 
Los indicadores para determinar la calidad de suelo dependen del ecosistema y las 
características que posee, además permiten analizar la situación actual e identificar 
puntos críticos con respecto a la sustentabilidad del suelo como medio productivo o 
como recurso natural, lo cual es importante para la manutención de la biodiversidad. 
Nortcliff, (2002) y Karlen et al., (2003) incluyen tres principios importantes en la 
definición de la calidad del suelo: 
- 1. La productividad del suelo, que se refiere a la habilidad del mismo para 
promover la productividad del ecosistema, sin perder o alterar sus propiedades 
físicas, químicas y biológicas. 
 
3 IPCC: Intergovernmental Panel on Climate Change 
15 
 
- 2. La calidad del ambiente biofísico, entendida como la capacidad de un suelo 
para atenuar los contaminantes ambientales, los patógenos, y cualquier posible 
daño hacia el exterior del sistema, incluyendo también los servicios que ofrece 
(reservorio de carbono, mantenimiento de la biodiversidad, recarga de 
acuíferos, etc.). 
- 3. La salud del suelo, que se refiere a la capacidad de un suelo para producir 
alimentos sanos y nutritivos para los seres humanos y otros organismos. 
 
Figura 1. Pirámide jerárquica de indicadores de la calidad del suelo. Tomado de Brookes y 
Aciego, 2011. 
La tabla 1, muestra que los indicadores basados en las propiedades físicas y químicas 
son los que comúnmente han sido utilizados por la comunidad científica para evaluar 
la productividad y calidad del suelo según la escala de estudio propuesta por Karlent 
et al., (1997). Probablemente esto se deba a la dificultad para seleccionar parámetros 
que efectivamente reflejen la dinámica y la heterogeneidad espacial y temporal de las 
comunidades microbianas. 
Debido a la diversidad en la potencialidad de los recursos del suelo, se ha sugerido la 
evaluación de la calidad del suelo como algo relativo y no como algo absoluto, 
reconociendo de esta forma que los suelos son diferentes, y que, para una función 
específica, la calidad de los suelos puede ser diferente sin ser necesariamente limitante 
(Karlen et al., 1997). 
 
16 
 
Tabla 1. Indicadores físicos, químicos y biológicos de la calidad del suelo y su relación con 
las funciones y condiciones del suelo 
Indicador Relación con las funciones y condiciones del suelo 
Indicadores físicos 
Textura del suelo Retención y transporte de agua y minerales; erosión de suelo a partir 
de su influencia en el tipo de estructura, cantidad y tamaño de poros. 
Profundidad del suelo Estimación del potencial productivo y de erosión, profundidad 
fisiológica. 
Infiltración y densidad 
aparente 
Potencial de lixiviación, productividad y erosión. 
Capacidad de agua 
disponible 
Agua disponible para las plantas 
Porosidad y compactación Retención y trasporte de agua y nutrimentos; erosión del suelo 
Indicadores Químicos 
Materia orgánica (C y N) Disponibilidad de nutrimentos, fertilidad del suelo, estabilidad de 
agregados, a mayor cantidad; disminución de la erosión y aumento del 
potencial productivo 
pH Actividad química y biológica, límite para el crecimiento de las plantas 
y actividad microbiana. 
Conductividad eléctrica Actividad microbiana y de las plantas. Limitante para el crecimiento de 
las plantas y la actividad microbiológica 
N, P y K extraíble Disponibilidad de nutrimentos para las plantas y pérdida potencial de 
N, indicadores de productividad y calidad ambiental. 
Capacidad de intercambio 
catiónico 
Almacén de nutrimentos para las plantas retención de contaminantes y 
amortiguación del pH 
Indicadores Biológicos 
Biomasa microbiana (C y 
N) 
Actividad biológica flujo de nutrimentos potencial catalizador 
microbiano y reposición de C y N 
N potencialmente 
mineralizable 
Productividad de suelo y aporte potencial de N 
Respiración del suelo Medición de la actividad microbiana, cantidad de C en el suelo 
Riqueza y abundancia de 
fauna 
Relacionado con los procesos de descomposición y mineralización de 
residuos orgánicos y alerta temprana ante perturbaciones. 
Indicadores de Relieve 
Pendiente Condiciones propicias para la ocurrencia de la erosión 
Orientación del terreno Diferencias en parámetros estructurales (biomasa, distribución de 
frecuencias) radiación solar y comportamiento hídrico del suelo. 
Altitud Patrones de distribución de especies vegetales 
Unidad geomorfológica 
(posición en el relieve) 
Forma del flujo del agua a lo largo de la ladera ( zonas donadoras-zonas 
receptoras) 
1.8.- Pérdida de la calidad del suelo 
El suelo en su condición de uso primario es susceptible de recibir impactos que pueden 
expresarse en diferentes formas de degradación, e inclusive de la pérdida total e 
irreversible del mismo (López, 2002). 
17 
 
En México como a nivel mundial, el suelo sufre una degradación acelerada como 
consecuencia principalmente de diversas actividades humanas. La OCDE4 coloca a 
México entre los primeros lugares en este aspecto (con cerca del 50% de suelos 
catalogados como severa y muy severamente degradados). 
Entre las causas inmediatas que provoca el deterioro del suelo se encuentran: 
a) el cambio climático global 
b) la contaminación ambiental y 
c) disminución de la biodiversidad (Lomelí et al., 2000; PNUMA-SEMARNAT, 
2004: 1) 
En la figura 2 se muestra una gráfica elaborada por la SEMARNAT en el año 2001, 
donde se puede identificar que la deforestación, el sobrepastoreo y el cambio de uso de 
suelo (crecimiento de la mancha urbana) son las principales causas de degradación de 
este recurso natural en México. 
 
Figura 2. Principales causas de degradación de suelos en México. 
En gran medida, este deterioro se encuentra asociado a la falta de conocimiento sobre 
el papel ambiental que juega el suelo, así como de los límites para su aprovechamiento 
en función de sus aptitudes y acerca de las técnicas apropiadas para que pueda ser 
sustentable. 
Cuando el suelo pierde el manto vegetal que lo protege y le aporta materia orgánica, 
queda descubierto y muy vulnerable al ataque de los agentes geológicos externos. 
 
4OCDE: Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos18 
 
(PNUMA-SEMARNAT, 2004). Estos agentes provocan la pérdida de suelo por erosión, 
desertificación, disminuyendo su fertilidad, e incluso provocando su desaparición. 
La desertificación se define como la degradación de las tierras de zonas áridas, 
semiáridas y sub-húmedas secas, que resulta de factores de origen climático y de 
actividades humanas, como la deforestación, el sobre-pastoreo, la expansión de áreas 
agrícolas hacia áreas frágiles y la sobreexplotación de vegetación para uso doméstico. 
La principal consecuencia de la desertificación, es la reducción de la productividad de 
los ecosistemas expresada en la disminución de rendimientos agrícolas, pecuarios y 
forestales, así como en la pérdida de la diversidad biológica (Anaya, 2003). 
De acuerdo con estudios realizados por la Universidad Autónoma Chapingo y el Colegio 
de Posgraduados, la desertificación afecta en diversos grados (desde el más leve hasta 
el más severo) a más del 70% de los suelos del territorio nacional (PNUMA-
SEMARNAT, 2004). 
Para recuperar los suelos, se requiere del restablecimiento de su calidad, es decir, de 
su capacidad para promover la productividad del sistema sin perder de vista sus 
propiedades físicas, químicas y biológicas (productividad biológica sustentable); 
atenuar a los contaminantes ambientales y patógenos (calidad ambiental); y la 
interacción entre la calidad del suelo y la salud de las plantas, animales y humanos. 
1.9.- El suelo de México 
México es un país con una gran complejidad geológica, en donde existe una gran 
diversidad de rocas con características y orígenes distintos, lo que da como resultado 
diferentes tipos de suelos. De acuerdo con el INEGI (2007), en México existen 26 de los 
30 grupos de suelo reconocidos por el Sistema Internacional Base Referencial Mundial 
del Recurso Suelo. (FAO5-ISRIC6-ISSS7, 1998). 
 
5 Por sus siglas en inglès: Fod and Agriculture Organization of the United Nations 
6 Por sus siglas en inglés: International Soil Reference and Information Centre 
7 Por sus siglas en inglés: International Society of Soils Science 
19 
 
Si bien México cuenta con esta gran diversidad de suelos la mayor parte del territorio 
nacional está dominado por cinco unidades, tal y como se ilustra en la figura 3; 
Leptosoles 24%, Regosoles 18.5%, Calcisoles 18.2%, Feozems 9.7%, y Vertisoles 8.3% 
con lo que se cubre casi las cuatro quintas parte del país (INEGI, 2007). 
Las características del suelo en un área específica determinan las funciones que puede 
desarrollar, definen sus usos potenciales y son la base para establecer las prácticas de 
manejo que llevarán a su aprovechamiento óptimo. 
 
Figura 3. Principales grupos de suelo en México. (Clasificación FAO-ISRIC-ISSS, 1998) 
Tomado de INEGI México 2007. 
En este sentido, han surgido diferentes sistemas de clasificación como el propuesto por 
la USDA8 , quien realiza una clasificación, con base en dos objetivos principales: 
- 1.- agrupar a los suelos en función de su morfología y de sus propiedades 
intrínsecas. 
- 2.- agrupar a los suelos de acuerdo con su mayor o menor adaptabilidad para 
uno o más usos (Luzio, 1997). Para fines de este trabajo emplearemos este 
último sistema. 
En la tabla 2 se muestran las características y la presencia o ausencia de cada uno de 
los 11 tipos de suelos identificados y clasificados por las USDA en el territorio 
 
8 Por sus siglas en inglés: United States Department of Agriculture 
20 
 
mexicano, además muestra el tipo de suelos que se presenta en el área de estudio, y las 
equivalencias con el sistema de clasificación de la FAO 1998. 
Tabla 2. Características de los tipos de suelo con base en el sistema de clasificación de la 
USDA y su presencia en territorio nacional y el área de estudio. 
Tipo de suelo 
clasificación 
de la USDA 
Clasificación 
de FAO-ISRIC-
ISSS, 1998 
Características 
Presente 
en el área 
de estudio 
Presente 
en la 
república 
mexicana 
Alfisoles Luvisol 
Suelos con humus a poca 
profundidad con translocación de 
arcillas y horizontes bien definidos. 
Poseen un horizonte B fuertemente 
expresado por un incremento de 
arcilla en relación con el horizonte 
A. 
Son suelos que manejados 
adecuadamente pueden llegar a ser 
muy productivos ya que presentan 
un buen nivel de elementos 
nutrientes. 
X 
Andisoles Andosol 
Suelos desarrollados a partir de 
material volcánico, con 
meteorización débil de color rojo 
oscuro. 
Son los suelos derivados de cenizas 
volcánicas. Suelos de excelentes 
condiciones físicas y morfológicas 
por lo cual se pueden cultivar con 
facilidad. Poseen grandes 
cantidades de fósforo, pero este se 
encuentra retenido en el suelo en 
forma no disponible para las 
plantas. 
X 
Aridisoles 
Calsisol, 
Gypsisol, 
Solonchank, 
Solentz 
Suelos secos durante largos 
periodos, pobres en humus, suelen 
tener horizontes de carbonato, 
yeso o arcilla. 
Son suelos de regiones desérticas, 
áridas y semiáridas cuya 
característica esencial es tener un 
déficit de humedad permanente o 
casi permanente. Debido a la 
escasez de humedad algunos suelos 
tienen exceso de sales y/o sodio 
que pueden limitar el crecimiento 
de los cultivos. 
 X 
Entisoles 
Arenosol 
Fluvisol 
Leptosol 
Regosol 
Suelos con dominancia en los 
materiales inorgánicos y ausencia 
de horizontes bien definidos, 
ubicados en llanuras de inundación 
y suelos rocosos. 
X X 
21 
 
De desarrollo muy limitado, 
provienen de depósitos aluviales 
recientes o son suelos muy 
degradados sobre roca o suelos 
delgados en pendientes fuertes, 
dunas estabilizadas con escasa 
acumulación de materia orgánica. 
Espodosoles Podsol 
Suelos ácidos bastante lixiviados 
que se han formado bajo la 
vegetación de bosques y en zonas 
relativamente frías. 
Se caracterizan por presentar un 
horizonte de acumulación de Al+ y 
materia orgánica con o sin Fe de 
color negro-rojizo conocido como 
horizonte espódico. 
 
Histosoles Histosoles 
Suelos muy ricos en materia 
orgánica en los cuales los residuos 
vegetales se encuentran en 
diferentes grados de 
descomposición. Con un buen 
sistema de drenaje. Altamente 
productivos para el cultivo de 
hortalizas. Suelo característico de 
pantanos. 
 
Inceptisoles Cambisol 
Suelos de texturas más finas que las 
arenas magras con escasa 
translocación de arcillas y poco 
desarrollo de horizontes. 
Son suelos con mayor grado de 
desarrollo que los Entisols, ya que 
presentan un horizonte B bien 
definido, incluso pueden tener un 
horizonte superficial negro con alto 
contenido de materia orgánica. 
Suelos característicos de las 
tundras. 
X 
Mollisoles 
Chernozem, 
Greyzems, 
Kastanozems, 
Phaenozems 
Suelos profundos con un horizonte 
superficial negro rico en materia 
orgánica que se han formado en 
condiciones de estepa o pradera. 
Son suelos fértiles que con 
adecuado manejo pueden producir 
rendimientos muy elevados. 
X X 
Oxisoles 
Alisol, Ferrasol, 
Nitosol, 
Plinthosol 
Suelos con niveles bajos de 
nutrientes a causa de su excesiva 
lixiviación. 
Desarrollados principalmente en 
regiones tropicales donde se 
pueden cultivar solo con 
programas extensivos de 
fertilización. 
 
22 
 
Ultisoles Acrisol, Lixisol Suelos con lavado intenso, e intensa 
translocación de arcillas en bases, 
característico de regiones muy 
húmedas y cálidas. 
Contienen bajos niveles de 
nutrimentos por lo que requieren 
ser fertilizados constantemente. 
 
Vertisoles Vertisoles Suelos arcillosos y oscuros que 
muestran fracturas anchas y 
profundas al secarse. Con altos 
contenidos de arcillas de más del 
30%. 
X X 
No debemos dejar de ver que la gran diversidad de suelos que en México existe, da 
origen y sustento a una gran biodiversidad, desafortunadamente el 64% de estos 
suelos presenta diferente grado de deterioro y sólo el 36% no presenta degradación 
aparentey mantiene actividades productivas sustentables, estas cifras tan 
desalentadoras son un reflejo de la importancia que tiene el conocer la calidad de los 
suelos mexicanos, para desarrollar programas de conservación, restauración y manejo. 
1.10.- El suelo como recurso natural estratégico 
En nuestro país, el recurso suelo tiene relevancia estratégica no sólo por la extensión 
de la superficie de suelos aptos para el cultivo sino por su calidad intrínseca y la 
importancia de nuestra producción agropecuaria (INTA, 20119). 
La frontera agrícola ha producido importantes cambios en el uso de las tierras, este 
corrimiento de la frontera ha colonizado ecosistemas frágiles, cuyos suelos son poco 
resilientes y más vulnerables a la erosión. 
La disponibilidad de tierras, tecnologías y recursos naturales, hace prever que 
continuará la expansión de la frontera agrícola, en función de la demanda de alimentos, 
dentro de un contexto socio-económico de mercados cambiantes de variabilidad y 
cambio climático (INTA, 2011). 
Por ello es necesario ayudar a elaborar una legislación ambiental sobre los recursos 
naturales, como por ejemplo una ley de suelos o de prevención de la desertificación, o 
 
9Por sus siglas: Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria 
23 
 
de manejo sustentable (rotaciones, descansos, reposición de nutrientes), con escalas 
de incentivos y desincentivos. 
De acuerdo con el reporte del departamento de recursos naturales el carácter de 
estratégico y la relevancia atribuida al recurso, se encuentra determinado por: 
1.- Disponibilidad del recurso, que condiciona la aparición de situaciones 
conflictivas en torno de la escasez. 
2.- Valor económico del recurso, que representa una fuente potencial de 
conflicto en torno a su aprovechamiento. 
3.- Valor como “activo estratégico”, la propiedad única del recurso, que abarca 
tanto su esencialidad para el sostenimiento de la propia vida, como su categoría 
de elemento necesario para aplicaciones claves en asuntos tanto de defensa 
como civiles y que no poseen sustitutos disponibles (CSEED10,2005). 
Al expandirse la frontera agropecuaria hacia zonas marginales áridas y semiáridas, 
existe el riesgo de desertificación y de erosión eólica. En un contexto de fragilidad de 
los suelos, las mayores degradaciones y destrucciones son de origen antropogénico. 
Por todo lo anterior no resulta absurdo pensar que el suelo es un recurso natural de 
vital importancia para la humanidad y de carácter estratégico, por lo que en los últimos 
años se ha renovado el interés por el estudio de esta disciplina, reconociendo que los 
procesos que ocurren en la superficie terrestre influencian el cambio climático global, 
la degradación del suelo, su conservación, el destino de los agroquímicos, la seguridad 
alimentaria y muchas otras cuestiones relacionadas a la conservación de los recursos 
naturales (suelo y agua) (Science, 2004). 
 
 
 
 
10CSEED: Centro Sudamericano de Estudios Estratégicos para la Defensa 
24 
 
- Capítulo II. 
2.1. Indicadores de la calidad del suelo. 
Un indicador es una variable que simplifica información relevante haciendo que una 
condición de interés se haga perceptible. Además son instrumentos de análisis que 
permiten simplificar, cuantificar y comunicar fenómenos complejos (SQI, 1996; 
Adriaanse 1993). 
En virtud de esto Larson y Pierce (1991); Doran y Parkin (1994) y Seybold et al., (1997) 
plantearon un conjunto mínimo de propiedades del suelo para ser usadas como 
indicadores para evaluar los cambios que ocurren en el suelo con respecto al tiempo. 
Sin embargo, según van Bruggen y Semenov (2000) la búsqueda de parámetros 
indicadores en el suelo ha sido realizada de manera azarosa y los resultados obtenidos 
son difíciles de interpretar. 
Diversas metodologías han determinado el uso generalizado de indicadores e índices 
para la evaluación de la calidad del suelo, la sustentabilidad, el desarrollo sustentable, 
el riesgo, la vulnerabilidad, y la planificación territorial, entre otros por lo que de 
manera general se han reunido en cuatro grupos mismos que se describen a 
continuación (Navarrete et al., 2011). 
a).- Indicadores físicos 
Las características físicas del suelo son una parte necesaria en la evaluación de la 
calidad de este recurso porque no se pueden mejorar fácilmente (Singer y Ewing, 
2000). Estas pueden ser utilizadas como indicadores de la salud del suelo ya que 
reflejan la manera en que este recurso acepta, retiene y transmite agua a las plantas, 
así como las limitaciones que se pueden encontrar en el crecimiento de las raíces, la 
emergencia de las plántulas, la infiltración o el movimiento del agua dentro del perfil y 
que además estén relacionadas con el arreglo de las partículas y los poros (Bautista, 
2004). 
25 
 
b).- Indicadores químicos 
Los indicadores químicos se refieren a condiciones que afectan las relaciones suelo-
planta, la calidad del agua, la capacidad amortiguadora del suelo, la disponibilidad de 
agua y nutrimentos para las plantas y microorganismos (SQI, 1996). 
c).- Indicadores biológicos 
Los indicadores biológicos integran gran cantidad de factores que afectan la calidad del 
suelo como la abundancia y subproductos de micro y macro-organismos, incluidos 
bacterias, hongos, nematodos, lombrices, anélidos y artrópodos. Las propiedades 
biológicas del suelo son muy dinámicas por lo que tienen la ventaja de servir de señales 
tempranas de degradación o de mejora del suelo (Navarrete et al., 2011). 
Los indicadores deben ser preferiblemente variables cuantitativas, aunque pueden ser 
cualitativas o nominales, especialmente cuando no hay disponibilidad de información 
cuantitativa, o el atributo no es cuantificable, o cuando los costos para cuantificar son 
demasiado elevados (Cantú et al., 2007). 
d).-Indicadores cualitativos 
Atributos visuales que muestran cambios en la calidad del suelo como formación de 
costras producto de suelos salinos, o la perdida de superficie foliar vigorosa (Etchevers 
et al., 2009). 
2.2. Indicadores biológicos o bioindicadores 
Los indicadores biológicos o bioindicadores son aquellos organismos (o restos de los 
mismos) y/o sus productos, que ayudan a descifrar cualquier fenómeno o 
acontecimiento actual o pasado, relacionado con el estudio de un ambiente. La 
denominación de una especie como indicadora requiere de conocimiento previo 
respecto a su composición comunitaria bajo condiciones normales, incluyendo el ciclo 
de vida de las especies, su estacionalidad y sus variaciones naturales, de manera que 
sea posible comparar las condiciones antes y después de una perturbación ambiental 
(Raz, 2000). 
26 
 
En cada eco-región existen especies fácilmente identificables, que son las primeras en 
desaparecer con un aumento en las alteraciones causadas por el hombre, la declinación 
puede deberse a la mala calidad del agua, a la degradación del hábitat o a la 
combinación de estos dos factores (Velásquez et al., 2004). 
Debido a que las especies tienen requerimientos físicos, químicos, de estructura del 
hábitat y de relaciones con otras especies, a cada especie o población le corresponden 
determinados límites de estas condiciones ambientales entre las cuales los organismos 
pueden sobrevivir (límites máximos), crecer (limites intermedios) y reproducirse 
(límites más estrechos). 
En general, cuantos más estrechos sean sus límites de tolerancia, mayor será su utilidad 
como bioindicador ecológico. Las especies bioindicadoras deben ser, en general, 
abundantes, muy sensibles al medio de vida, fáciles y rápidas de identificar, bien 
estudiadas en su ecología y ciclo biológico, y con poca movilidad (Odum, 1972). 
De acuerdo con ello, los bioindicadores de calidad del suelo deben cumplir y permitir 
las siguientes condiciones: Que sean fáciles de medir. 
 Que midan los cambios en las funciones del suelo. 
 Que abarquen las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo. 
 Que sean accesibles a los evaluadores y aplicables en condiciones de campo. 
 Que sean sensibles a las variaciones climáticas y de manejo (Etchevers et al., 
2009). 
Asimismo, los indicadores de calidad del suelo deben permitir: 
 Analizar la situación actual del suelo con respecto a la funcionalidad específica 
que se evalúa. 
 Identificar los puntos críticos respecto de su sustentabilidad. 
 Prever los impactos de una intervención y minimizarlos. 
 Ayudar en la toma de decisiones (Etchevers et al., 2009). 
27 
 
2.3.- Los microorganismos del suelo como bioindicadores 
La importancia de los microorganismos en ambientes naturales deriva de su cantidad, 
diversidad y, sobre todo, de su gran espectro de actividades que realizan, mismas que 
en la mayoría de los casos, repercuten en los seres superiores con los cuales comparte 
un determinado hábitat. 
Como los microorganismos están involucrados en muchos procesos del suelo, poseen 
la capacidad de dar una medida integral de la salud y/o calidad de suelo. Se estima que 
un solo gramo de suelo puede albergar hasta 109 bacterias de cerca de 104 ribotipos 
distintos. Dicha capacidad de funcionar como buenos indicadores se debe a que los 
microorganismos responden rápidamente a los cambios en el ecosistema y tienen 
íntima relación con el medio que los rodea. 
La capacidad de respuesta de los microorganismos, es tan grande que en algunos casos 
los cambios en las poblaciones o en las actividades microbianas preceden a los cambios 
detectables en las propiedades físicas y químicas del suelo (Nielsen et al., 2002). 
Por otra parte los microorganismos del suelo, suministran una buena cantidad de 
biomasa al suelo e intervienen activa y directamente en los ciclos biogeoquímicos 
permitiendo la recirculación de nutrientes y retorno de la materia orgánica en el suelo. 
De manera congruente con este marco conceptual, en este trabajo se realiza un estudio 
de las poblaciones de bacterias implicadas en los ciclos biogeoquímicos del C, N, P, y S, con 
el fin de evaluar, en función de su presencia y distribución, la calidad del suelo en la 
Ciénega de Chapala. 
Debemos considerar que la vocación del suelo en la zona de estudio es 99% agrícola y 
que estos cuatro ciclos biogeoquímicos intervienen directamente en el desarrollo y 
crecimiento de las plantas por lo que resultan ser buenos indicadores. 
La interacción entre los organismos del suelo y el ambiente abiótico durante los 
procesos de descomposición de la materia orgánica determinan en gran medida la 
fertilidad del suelo (Anderson, 2003). 
28 
 
En este sentido, los indicadores de calidad de suelo deben buscarse en parámetros que 
expresen estas interacciones en procesos relacionados con la funcionalidad del suelo. 
Esto lleva a considerar a los grupos funcionales como posibles indicadores de los 
cambios medio ambientales o disturbios, que están asociados con la calidad del suelo 
(Beare et al., 1992). 
En la organización de las comunidades microbianas edáficas intervienen dos factores 
fundamentales: las diferencias en las estrategias de crecimiento y reproducción y la 
tendencia de las comunidades a cambiar en función del tiempo. 
Las diferencias en las estrategias de crecimiento implican que los microorganismos 
manifiestan comportamientos distintos para utilizar algunas fuentes de recursos, ya 
sea por una afinidad elevada por el sustrato o bien por una tasa de crecimiento muy 
alta. 
2.4.- Grupos funcionales de microorganismos indicadores de 
calidad del suelo 
Los indicadores de la calidad del suelo son necesarios para medir las alteraciones en la 
función del suelo como resultado de los cambios en su manejo; muchas técnicas están 
disponibles para medir la actividad microbiana, pero estos valores no siempre pueden 
relacionarse directamente con una buena calidad del suelo. El desafío entonces es 
identificar un parámetro del suelo que sea medible y pueda ser utilizado para formular 
una práctica de manejo adecuada para mejorar y aumentar la calidad del suelo 
(Hennedy et al., 1995). 
En este sentido los grupos funcionales de microorganismos comienzan a ser utilizados 
como indicadores ecológicos ya que determinan en gran parte la fertilidad del suelo y 
son un factor importante para la producción agrícola, teniendo en cuenta su actividad 
y/o tamaño poblacional. 
La comunidad microbiana es definida por Atlas y Bartha (2002) como un ensamblaje 
de poblaciones de microorganismos que interaccionan entre ellas y con el ambiente, 
espacial y temporalmente. Dichas interacciones dependen de las poblaciones que la 
29 
 
conforman y la distribución de las mismas en el espacio, confiriéndole a la comunidad 
atributos mediante los cuales es caracterizada: estructura y función (Begon et al., 
2006). 
Zak et al., (1994) y Trevors (1998) consideran que la diversidad de la comunidad 
microbiana del suelo, podría ser interpretada desde tres enfoques: 
1.- La diversidad taxonómica. 
Se refiere a la riqueza o número total de especies de microorganismos que se 
encuentran en un lugar determinado (Alexander, 1997). Este enfoque es poco utilizado 
debido a las dificultades existentes en la identificación de los microorganismos a nivel 
de especie, más bien está basado en relaciones filogenéticas y evolutivas de los 
microorganismos. 
2.- La diversidad genética. 
Se refiere al conjunto total de genes presentes en los microorganismos de un lugar 
determinado que expresan un potencial de las capacidades metabólicas de ese 
ambiente; puede estimarse según el número de genomas distintos en un ambiente. 
Los estudios en diversidad genética han permitido obtener información sobre la 
composición y estructura de poblaciones y comunidades microbianas, establecer el 
impacto de los factores ambientales sobre la diversidad microbiana y diseñar 
marcadores para el diagnóstico e identificación de bacterias cultivables y no cultivables 
(Torsvik et al., 2002; Nichols, 2007). 
3.- La diversidad funcional. 
Comprende el conjunto de capacidades metabólicas presentes en un ambiente 
(Trevors, 1998); esta es una información que no repara en taxas y no requiere de 
conocimientos detallados acerca de la identidad de los microorganismos involucrados, 
pero expresa su actividad fisiológica dentro del ecosistema. 
30 
 
Tilman (2001) plantea que se puede generalizar la diversidad funcional como el 
conjunto de características de los organismos que influyen en las propiedades del 
ecosistema. 
Esta definición sugiere que un ecosistema con una alta diversidad funcional opera más 
eficientemente en términos de productividad, resiliencia y resistencia (Ricotta, 2005; 
Tilman et al., 1996). 
La estructura funcional de la comunidad se puede considerar como una alternativa 
para la estimación de la diversidad, debido a que además de apoyar el desarrollo de la 
identificación taxonómica, se basa en las características metabólicas de los 
microorganismos y por tanto constituye una herramienta útil, pues, es consecuencia 
de la diversidad genética taxo-específica, de los efectos ambientales sobre la expresión 
genética y de las interacciones ecológicas con otros taxas (Zak et al., 1994). Por tanto, 
el análisis funcional de comunidades microbianas surge no solo como una alternativa 
viable, sino también poderosa, pues involucra el otro atributo comunitario (la función). 
En los últimos años se ha utilizado en ecología microbiana el análisis funcional como 
indicador de la diversidad y estructura de las comunidades microbianas, a través del 
uso de diferentes fuentes de carbono estableciendo así el perfil metabólico de los 
microorganismos y su comportamiento (Garland et al., 1991; Zak et al., 1994; Grayston 
et al., 1996; Malaver et al., 1997; Griffiths et al., 1997;