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Capítulo 2: Génesis del suelo Prof. Consuelo C. Romero, Ph.D. Curso: Edafología Continuación… Meteorización química de minerales no ferromagnesianos Ejemplo de la meteorización de la ortoclasa 2 partes ortoclasa + 1 parte acido carbónico + 1 parte de agua 2K(AlSi3O8) + H2CO3 + H2O Produce arcilla + carbonato de potasio + 4 partes de sílice Al2Si2O5(OH)4 + K2CO3 + 4 SiO2 Velocidades de la meteorización química Cuadro resumen meteorización química y física La formación de suelos en acción La acumulación de regolito por ruptura de la roca original o por deposición de materiales no consolidados (por viento, agua, hielo) puede ocurrir antes o simultáneamente con el desarrollo de horizontes distintivos en el perfil de suelo; Durante la formación, o génesis, de un suelo a partir del material parental, el regolito sufre profundos cambios. Los cuatro procesos del la génesis del suelo La génesis del suelo se produce por una serie de cambios específicos que pueden ser agrupados en: 1. Transformaciones (tales como material mineral intemperizado, ruptura de la materia orgánica….destrucción y síntesis) 2. Translocaciones (o movimiento de materiales organicos e inorgánicos de un horizontal a otro, principalmente por agua y animales) 3. Adiciones (de materiales de fuentes externas como materia organica de hojas, polvo de la atmósfera, sales solubles del subsuelo) 4. Pérdidas (de materiales por lixiviación, erosión, etc.) Estos cuatro procesos de génesis de suelos, que operan bajo la influencia de factores ambienales, nos dan un marco para entender la relación entre suelos particulares y sus ecosistemas donde funcionan: La formación del suelo verdaderamente empieza cuando una vegetación se establece y empieza a depositarse sus residuos en el sitio; Los residuos vegetales empiezan a desintegrarse (físicamente) y descomponerse (químicamente) parcialmente por organismos del suelo; También empieza la síntesis de humus y otras sustancias orgánicas; Este humus mejora la disponibilidad de agua y nutrients que favorecen a la maquinaria para formar el primer horizonte de suelo. Desarrollo del horizonte A El desarrollo del horizonte A es el primero que se observa, y rapidamente, como resultado de la acumulacion de materia organica y su mezcla con la fraccion mineral superficial. Su coloracion oscura y sus prop. fisico quimicas la hacen diferente del material parental. Más la formación de formas agregadas debido a la influencia de la materia organica En zonas de pendiente la erosión puede mover las particulas del suelo superficial retardando el progreso de formacion del perfil. Los acidos orgánicos productos de la descomposición de la materia orgánica son llevados por las aguas que percolan dentro del suelo; Estos químicos disuelven varias sustancias y las transloca (lixivia) de horizontes superficiales a más profundos (zonas de disminución y de acumulacion); Las sustancias disueltas incluyen tanto cationes (Ca2+) como aniones (HCO3 -, SO4 2-) liberados de la ruptura de minerales y materia orgánica. Lixiviación En zonas áridas o semiáridas estos iones precipitan a la profundidad maxima donde llega el agua, formandose horizontes ricos en CaCO3 o CaSO4.2H2O Lluvias fuertes….disminución de cationes basicos….como calcio, magnesio y potasio, fomentando su acidificacion. En caso existan raíces profundas, éstos se encargan de retornan estos nutrients de niveles profundos a la superficie del suelo, apaciguando la formación de un suelo ácido. Lixiviación Los procesos bioquímicos aceleran el intemperismo de los minerales primaries; Para formar diferentes clases de arcillas silicatadas; Estos minerales arcillosos tambien pueden recombinarse y formar nuevas arcillas silicatadas, óxidos hidratados de fierro y aluminio; Se van acumulando donde se formaron o pueden ser transportados a mayor profundidad; A medida que los materiales son removidos de un punto y acumulados en otro, las capas adyacentes se van diferenciando y asi se van formando los horizontes; Donde hay acumulacion de arcillas, empieza a verse la estructura del suelo (prismático o bloques) cuando las arcillas se secan se rompen periodicamente. Acordarse: NO TODAS LAS CAPAS CONSTRASTANTES DEL SUELO SON HORIZONTES GENETICOS! (resultantes de los procesos de génesis de suelos como los que se acaban de describir) Los materiales parentales iniciales de muchos suelos ya poseen capas antes que la génesis del suelo empiece. Por ejemplo: depositos marinos que pueden consistir de varias capas de materiales finos y gruesos; Entonces, a la hora de caracterizar un suelo se deben reconocer no solo los horizontes genéticos sino tambien las capas de las cuales se han formado. Recordar Tambien que el suelo tiene una naturaleza dinámica. El perfil del suelo En cada localidad en la tierra, la superficie ha estado bajo una combinacion particular de los factores de formación de suelos; Esta única combinación dará lugar a la formación de una secuencia de capas (horizontes) para poco a poco dar lugar a cuerpos llamados suelos; Cada suelo esta caracterizado por una secuencia específica de estos horizontes. A esta exposición vertical se conoce como perfil del suelo. Cuáles son estos principales horizontes formando el suelo? Recordando los cuatro procesos de la génesis del suelo… La génesis del suelo se produce por una serie de cambios específicos que pueden ser agrupados en: 1. Transformaciones (tales como material mineral intemperizado, ruptura de la materia orgánica….destrucción y síntesis) 2. Translocaciones (o movimiento de materiales organicos e inorgánicos de un horizontal a otro, principalmente por agua y animales) 3. Adiciones (de materiales de fuentes externas como materia organica de hojas, polvo de la atmósfera, sales solubles del subsuelo) 4. Pérdidas (de materiales por lixiviación, erosión, etc.) Principales procesos edafogénicos Dentro de los 4 principales y generales procesos de la genesis del suelo, tenemos estos más específicos: Eluviación e iluviación. Acumulación y erosión. Enriquecimiento y lixiviación. Salinización. Sodificación. Carbonatación y descarbonatación. Melanización y leucinización. Humificación y mineralización. Ferruginación y gleyzación. Eluviación e iluviación Eluviación: o lixiviación, es el movimiento de arcillas, y óxidos de Fe y Al que dejan detrás una concentración de minerales resistentes como el cuarzo del tamaño de arenas y limos (ver parte blanquesina del perfil)…= Horizonte E. Iluviación: es la entrada de sales o coloides de un horizonte a otro, generalmente por agua de percolación o por ascenso capilar. Acumulación y erosión Acumulación: es el depósito de nuevo material parental sobre la superficie del perfil del suelo. Erosión: es la pérdida de material parental de la superficie del suelo, por agentes de transporte. Foto cortesia Dr. Sady García Enriquecimiento y lixiviación Enriquecimiento: es el incremento de sustancias solubles (iones, bases cambiables, etc.) en cualquier horizonte del perfil del suelo (ejm. Inundaciones que dejan materiales sobre el suelo). Lixiviación: es la salida por lavaje, de sustancias solubles, fuera del perfil del suelo. Foto cortesia Dr. Sady García Salinización Es la acumulación de sales solubles, en altas cantidades, en el perfil del suelo. Las sales pueden ser originadas por meteorización de minerales, por agua de riego de mala calidad, o por origen del material parental. Sodificacióny desodificación Sodificación: es la acumulación de sodio intercambiable en las arcillas de cualquier horizonte del perfil del suelo: (solonización); Desodificación: es la salida del sodio intercambiable y su reemplazo por H+: (solodizacion). Foto cortesia Dr. Sady García • Melanización: es el oscurecimiento del suelo por incremento del contenido de materia orgánica. • Leucinización: es el aclareo (empalidecimiento) del suelo por disminución del contenido de materia orgánica. Melanización y leucinización Foto cortesia Dr. Sady García Rubefacción Rubefacción o rubificación: es la liberación del hierro por alteración de minerales primarios, que luego se oxida y deshidrata. Se forma la hematita (Fe2O3) que presenta un color rojo vivo, resultando en el enrojecimiento del suelo. Littering Littering: (litter = hojarasca), es la acumulación de residuos vegetales sobre la superficie del suelo. Foto cortesia Dr. Sady García • Humificación: es la transformación bioquímica de residuos orgánicos en el suelo en humus, compuestos organicos nuevamente sintetizados , la mayoria coloidales y de color oscuro, que resiste fuertemente su destrucción. • Mineralización: es la descomposición oxidativa de materiales orgánicos debido a la presencia de microorganismos, con liberación de CO2 y productos inorgánicos simples, como los nitratos y sulfatos (NO3 - y SO4 2-). Humificación y mineralización Foto cortesia Dr. Sady García Gleyzación Gleyzación: proceso de reducción del hierro y manganeso oxidados en el suelo y la aparición de formas reducidas (Fe2+ y Mn2+). Es un proceso característico de suelos carentes de adecuada aireación (mal drenaje). Se reconoce por la coloración gris verdosa (gley) de los estratos saturados del suelo. Edafoturbación • Es el movimiento de materiales dentro del perfil del suelo por agentes físicos (expansión/contracción de arcillas), hielo/deshielo, lo cual conlleva a cambios posicionales, • o biológicos (accion de termitas, hormigas, etc). Podzolización y laterización • Laterización: es la migración química de sílice de horizontes superiores del suelo, con acumulación de óxidos de hierro y aluminio. • Podzolización: es la migración química de óxidos de hierro y aluminio de horizontes superiores del suelo (junto con humus), con acumulación de sílice. Los horizontes maestros Existen 5 horizontes maestros del suelo que son reconocidos; Son designados con las letras mayúsculas: O, A, E, B y C Los horizontes subordinados pueden aparecer dentro de algun horizonte maestro y éstas están designadas por letras en minúscula que continúan a la letra mayuscula del horizonte maestro (ejm. Bt, Ap, Oi). Subdivisiones dentro de los horizontes maestros A veces se encuentran capas dentro de un horizonte maestro. Estos se indican por un número que sigue a la letra designada. Por ejemplo, si hay diferentes tipos de estructura y colores en el horizonte B, el perfil puede incluir una secuencia B1-B2 y B3. Si existen dos materiales geológicos parentales diferentes dentro del perfil del suelo, el numero 2 se coloca delante del simbolo del horizonte maestro desarrollado en el segundo material parental. Ejm. O-A-B-2C El horizonte O El grupo O está compuesto de horizontes orgánicos que se forman sobre el suelo mineral. Zonas de bosques, donde hay acumulación de hojas o resíduos animales; ausente en zonas de pasturas. Se clasifican en: Horizonte Oi: materiales fíbricos, se pueden reconocer las fibras vegetales Horizonte Oe: materiales hémicos (hemi = medio), están finamente fragmentados y descompuestos aunque mucha fibra es aún evidente. Horizonte Oa: materiales sápricos (más avanzados), altamente descompuestos. El horizonte A Es el horizonte mineral que se encuentra en la parte más superficial del perfil del suelo; Contiene materia orgánica descompuesta (humificada), de allí la coloración oscura que tiene; Generalmente de textura más gruesa (arenosa) debido a la pérdida de partículas más finas por el movimiento de particulas a horizontes más profundos, o por erosión. El horizonte E Estas son capas de máxima lixiviacion o ‘eluviación’ (del latín ‘e’ = fuera y ‘lavere’ = lavar) de arcillas, óxidos de hierro y aluminio; Debajo del horizonte A y sobre horizonte B; Son comunes en suelos desarrollados bajo foresta (bosques) pero raramente aparecen en suelos desarrollados bajo pasturas. Horizontes B Se forman debajo un horizonte O, A o E y ha sufrido suficientes cambios durante la genesis de suelos ; Es el horizonte de máxima iluviación ‘iluviacion’(del latin il = en y lavere = lavar). Son los llamados horizontes de acumulación. En zonas húmedas, el horizonte B son las capas de máxima acumulacion de material (óxidos de Fe y Al (Bo o Bs) y arcillas silicatadas (Bt)) Horizontes B pueden ser observados en la zona media de un perfil de suelo. En algunos casos el horizonte B puede ser incorporado a la capa arable (superficial). Ejm. Suelo con horizonte A delgado, parte del horizonte B puede ser incorporado durante la labranza y ser considerado parte de la capa arable. En suelos con horizontes A profundos, la capa arable puede considerar la parte superficial de este horizonte, mientras que la parte inferior puede ser incluido como parte del subsuelo. Horizonte C El horizonte C es el material no consolidado que esta debajo del suelo y sobre la roca madre; Puede ser igual al material parental, o no, a partir del cual el solum se forma. El horizonte C carece de la gran actividad biológica que los otros horizontes poseen. Este horizonte no ha sido alterado por la génesis del suelo para calificar como un horizonte B. Es un material suelto como para ser excavado con una lampa pero aun retiene las caracteristicas estructurales del material parental o depósito del que se formó. Capa R Esta es la roca consolidada, con poca evidencia de intemperismo. Horizontes de transición Horizontes de transición entre horizontes maestros (O,A,E,B y C) pueden ser dominados por propiedades de un horizonte pero también por características del otro horizonte; Se aplica la siguiente nomenclatura: AE, EB, BE, BC Distinciones subordinadas Para características muy específicas dentro de cada horizonte. Letra Distinción Letra Distinción a b c d e f g h I j jj k m Materia orgánica, altamente descompuesto Horizonte enterrado Nódulos o concresiones materiales densos no consolidados Materia orgánica, descomp. Intermedia Suelo congelado Moteado fuerte Acumulacion iluvial de materia orgánica Materia orgánica, ligeramente descompuesta Jarosita KFe₃(SO₄)₂(OH)₆ Crioturbación Acumulación de carbonatos Cementación n o p q r s ss t v w x y z Acumulación de sodio Acumulación de óxidos de Fe y Al Labranza u otra disturbancia Acumulación de silica Roca suave o intemperizada Acumulación iluvial de m. org. y ox. Fe y Al Slickensides (superficies pulidas por friccion) Acumulación de arcillas silicatadas Plintita (material rojo, Fe) Color distintivo o estructura Fragipan (alta densidad aparente) Acumulación de yeso Acumulación de sales solubles Símbolos de letras en minúsculas para designar las distinciones subordinadas dentro de los horizontes maestros Conclusiones Preguntar a los alumnos: 1. Los materiales parentales pueden variar….. 2. Formación de suelos es estimulado por….. 3. La génesis del suelo empieza cuando…… 4. Ejemplos de procesos edafogénico …. 5. Cuáles son los 4 procesos generales de formación de suelos….. 6. Cuáles son los 5 factores de formación de suelos…. Fin del capitulo 2
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