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Capítulo 2 El perfil del suelo: formación y clasificación Ramón Bienes Allas Departamento de Investigación Agroambiental. IMIDRA INTRODUCCIÓN El hombre se ha interesado por el uso del suelo desde el momento en que se con- vierte en agricultor, cambiando su existencia nómada por otra sedentaria, cambio que tu- vo lugar durante el neolítico. La aparición de la agricultura tiene como primera consecuencia un aumento de la población, el cual obligó al hombre a actuar sobre el suelo de forma a menudo catastró- fica, dada la ausencia de conocimientos adecuados, que, en casos límites, conduce a la degradación, e incluso, a la total desaparición, del suelo. Silvicultura y Agricultura emergen como conceptos íntimamente relacionados con la explotación económica del suelo. Pero mientras la primera es una explotación natural, la segunda lo es empírica. En consecuencia, y mientras no se tuviera los conocimiento científico del suelo, era imprevisible la respuesta del mismo a las diversas acciones an- trópicas. La agricultura itinerante, considerada como la más primitiva, no recupera la fertili- dad perdida. El empleo abusivo de aguas no aptas para el riego, condujo con frecuencia a la salinización de amplias zonas. El interés por el suelo ha estado históricamente ligado al interés por la actividad agrícola. Así, ya en la China antigua y hacia los años 2357 al 2261 a.C., la dinastía Yao utiliza un sistema de clasificación de los suelos con la finalidad de distribuir los impues- tos. Otras civilizaciones antiguas nos han legado también su conocimiento acerca de los suelos: la cultura sumeria (3000-2000 a.C.), nos ha dejado testimonios en tablillas cu- neiformes relativos a suelos que se dejan reposar. Posteriormente, Platón que fue testigo de la erosión de las colinas que rodean a Atenas advirtió de los daños que esta causaba. Aristóteles (384-322 a.C.), así como su discípulo Teofrastes (327-287 a.C.) puso especial atención al suelo en relación con la nutrición de las plantas. En tiempos de los romanos, la literatura sobre la agricultura fué copiosa, si bien en su mayoría eran una recopilación de conocimientos preexistentes con interpretaciones especulativas sobre los resultados pero que de manera sorprendente algunas de las con- clusiones se han visto después confirmadas. Entre los escritores romanos, Catón el Viejo (234-149 a.C.), Varrón (116-27 a.C.), Virgilio (79-19 a.C.) y Columella (siglo I), se ocuparon de problemas agrícolas relacio- nados con el suelo. Los romanos pensaban que un suelo es tanto más rico cuanto más negro sea, y que este color se debe a una sustancia que denominaron humus. También de época romana es el concepto de cavar hondo y echar estiércol, tenido como una máxima hasta comienzos del siglo XX. La cultura árabe, y durante la época de esplendor en la península Ibérica, va a te- ner lugar el desarrollo de una verdadera ingeniería con un dominio notable del agua, po- niéndose muchas tierras en regadío. EL SUELO: RECURSO NATURAL Y SOPORTE DE LAS PLANTAS El suelo no es solamente la capa superior de la corteza terrestre. Su importancia ra- dica en que en él se desarrolla la vida terrestre. Desde el punto de vista agrológico, el suelo ofrece a la planta no sólo un soporte, sino también una reserva de agua y de ele- mentos nutritivos. Sin embargo, se le ha venido prestando menos importancia de la que se debiera. El suelo, al proveer un medio para una adecuada producción de alimentos y fibras, ha constituido una de las principales razones para el establecimiento de grandes pobla- ciones humanas. Conforme ha aumentado la población, se han incrementado también las necesidades de producción de alimentos y de fibras textiles. El interés creciente por la ordenación del territorio, que se generaliza a finales de la década de los setenta, introduce una nueva concepción del suelo al definirlo como un re- curso natural. El suelo necesita de un período de tiempo muy grande para su formación. Esta lentitud en su formación hace que se le considere como un recurso no renovable. En consecuencia, se nos presenta la alternativa de conservar o perder este recurso impres- cindible para la vida. Mientras que la productividad del suelo se define como la capacidad de ese sue- lo para producir una planta específica bajo un sistema de manejo, la fertilidad es la cua- lidad que permite a un suelo proporcionar los compuestos adecuados, en las cantidades apropiadas y en el equilibrio requerido, para el crecimiento de plantas específicas cuan- do la temperatura y otros factores son favorables. En consecuencia, podemos deducir que todo suelo productivo es ante todo fértil, pero la inversa no tiene porqué ser cierta. A veces el costo que puede exigir un suelo para hacerlo capaz de producir un cul- tivo determinado puede resultar prohibitivo. En estos casos se presta más atención a la selección de cultivos que permitan la utilización del suelo con una inversión mínima. Mu- chos suelos de las regiones semiáridas se utilizan para producir pastos para el ganado o grano. Los suelos arenosos a menudo se destinan a fines recreativos o bosques. Para la producción de madera se seleccionan especies que crezcan de manera costeable en el suelo tal como está. Es evidente que para hacer un uso inteligente del suelo se requiere un conocimiento profundo de las propiedades del mismo. El hombre se ha interesado por el uso del suelo desde el momento en que se con- vierte en agricultor, construye edificios o plantea obras de ingeniería. Los agricultores, al 18 RAMÓN BIENES ALLAS trabajar la tierra, marcan involuntariamente una división en el suelo: la capa labrada, fun- damentalmente agrícola, objeto de las labores y en la que básicamente tiene lugar el de- sarrollo radicular, y las capas profundas. A esta división obedecen las expresiones de «sue- lo activo» y «suelo inerte», también denominadas «suelo» y «subsuelo», definiciones que han de ser superadas de una vez por todas y abandonarse definitivamente su empleo. Cuando un suelo se utiliza de modo irracional, adquieren preponderancia una serie de procesos que conducen a su degradación. Las consecuencias ambientales, económi- cas y sociales de la degradación del suelo son muy graves, especialmente en aquellas condiciones ambientales donde la capacidad de regeneración de los ecosistemas es mí- nima, como es el caso de las zonas áridas o de los suelos ecuatoriales. En los ambientes con escasa o nula capacidad de autorregeneración, se hace ne- cesaria la intervención del hombre. La investigación dirigida al conocimiento detallado de los mecanismos y factores de los procesos de degradación permitirá el desarrollo de los métodos y técnicas para frenar la degradación y mejorar la calidad y productividad de los suelos degradados. Cuando sólo actúan las fuerzas de la naturaleza («erosión geológica o natural»), por lo general la velocidad de arrastre de las partículas de suelo es lo suficientemente lenta como para que la velocidad de formación de suelo compense las pérdidas sufridas, pero si se rompe este equilibrio a favor de las fuerzas erosivas, el fenómeno se incrementa considerablemente. Esta acción acelerada es debida, por lo general, a la acción humana (tala de bosques, cultivos, abandono de tierras, técnicas de cultivo inadecuadas, etc.). Es- te aumento de la erosión que llega a provocar, incluso, la desaparición del suelo, se la co- noce como «erosión antrópica o acelerada». DEFINICIÓN DEL CONCEPTO DE SUELO El suelo presenta un espesor que puede variar de unos pocos centímetros hasta tres metros e incluso más excepcionalmente. Es en este medio donde los reinos animal y ve- getal establecen una íntima relación con el reino mineral. Antes de que se reconociese como disciplina independiente a la Edafología o , va- rias de las denominadas ciencias de la tierra como la Geología, la Geomorfología y la Ge- ografía, trataron el suelo como una parcela de su dominio. Lo mismo puede decirse de la Botánica, la Química y la Climatología. Son numerosos los ejemplos de botánicos(suelos de pradera, de pino...), geógrafos (suelos de costa...), geomorfólogos (suelos aluviales, de terraza...), climatólogos (suelos templados, de taig,...), químicos, ingenieros, tectóni- cos, etc., cuyas clasificaciones suponen que el suelo estaba funcionalmente relacionado con la materia de la disciplina, restando importancia a las propiedades del suelo en fa- vor de los conceptos relacionados con ellos y los estudiados por tal disciplina. La fuerte dependencia del suelo de su origen (Geología) y de su utilización (Agri- cultura), ha hecho que la Ciencia del Suelo, como ciencia independiente, no se haya de- sarrollado hasta época relativamente reciente. EL PERFIL DEL SUELO: FORMACIÓN Y CLASIFICACIÓN 19 El término suelo es conocido por casi todos. Sin embargo el significado de este tér- mino puede variar de unos pueblos a otros y puede ser definido de múltiples formas. Así, el agricultor, el ingeniero, el químico, el geólogo y el hombre de leyes brindan diferentes puntos de vista o perspectivas a su concepto de suelo. También los ecologistas pueden definir el suelo de forma diferente a como lo harían los científicos. Así pues, vemos que del suelo existen múltiples definiciones, más o menos precisas. Aún hoy día, se carece de una definición de suelo aceptada internacionalmente. Lo que sí se acepta unánimemente hoy día, es que todo suelo se ha formado por el efecto combinado de cinco factores: clima, relieve, litología, organismos vivos y tiempo. En la actualidad se define al suelo como un continuum de espacio y tiempo que for- ma la parte superficial de la tierra. De todas las definiciones que pueden encontrarse en la literatura, la del USDA (Soil Conservation Service, 1990) es quizás la que refleja más marcadamente las relaciones entre los suelos y el medioambiente: «los suelos son con- siderados cuerpos naturales, que recubren partes de la superficie terrestre, que sopor- tan el desarrollo de las plantas y que tienen unas propiedades derivadas del efecto inte- grado de la actuación del clima y de los organismos vivos sobre el material parental a lo largo del tiempo y condicionado por el relieve». El suelo hay que entenderlo como un sistema abierto, con entradas o «inputs» y sa- lidas o «outputs» de materia y energía. Los flujos de entrada de energía incluyen la ra- 20 RAMÓN BIENES ALLAS � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � Física Básicas Aplicadas Bi ol óg ic as D e la tierra Matemáticas Climatología Geología Geografía Ingeniería ForestalAgricultura Microbiología Zoología Botánica Ciencia del suelo Química Figura 1. Relación entre la ciencia del suelo y otras disciplinas. diación solar, la transferencia térmica, los organismos vivos y el aporte residuos que ori- ginan (estiércol, hojarasca, raíces muertas, etc.), el agua en forma líquida y sólida, los só- lidos dispersos y los disueltos en el agua, los sólidos dispersos y desplazados por el ai- re. Los flujos de salidas lo constituyen la pérdida de calor por irradiación, la reflexión de la luz, la disminución de nutrientes (bien por haber sido captados por la vegetación, bien por haber sido arrastrados por el agua), el agua de infiltración, la remoción de suelo por erosión, etc. Los límites de este ecosistema (suelo) son, no obstante, difíciles de definir. Queda muy claro que no se trata de un depósito o material geológico, sin embargo es preciso hacer constar que en ocasiones resulta muy difícil diferenciar en el campo donde acaba uno y comienza el otro, a causa de los múltiples parecidos y al hecho de que las defini- ciones del suelo son cualitativas. EL PERFIL DEL SUELO: FORMACIÓN Y CLASIFICACIÓN 21 Figura 2. Esquema representando la formación del suelo (Kalipedia, Ed. Santillana). 1 2 3 4 Figura 3. Secuencia de la formación de un suelo desde la juventud hasta la madurez (tomado de Steila). CARACTERÍSTICAS DEL SUELO Toda producción agrícola se encuentra fuertemente condicionada por las propieda- des físico-químicas del suelo. Ahora bien, el ecosistema suelo es un medio anisótropo cons- tituído por horizontes o capas que pueden presentar entre ellas diferencias marcadas. Las propiedades físico-químicas de estos horizontes son las que van a condicionar la produc- tividad del suelo. A su vez, cada una de estas capas u horizontes del suelo están compues- tos por tres fases: sólida, líquida y gaseosa. La primera se comporta como inerte de cara a la vegetación mientras que la última es donde tienen lugar los intercambios gaseosos. La fase líquida mantiene un equilibrio entre las dos anteriores, y a ella pasan las sales mine- rales procedentes de la fase sólida, quedando así a disposición de las raíces de las plantas. A esta fase se la denomina también agua del suelo o solución del suelo. Cuando el suelo pierde humedad, aumenta la concentración de la solución del suelo, aumentando la presión osmótica, lo que exige una mayor capacidad de absorción por parte de la planta. En consecuencia, el suelo no es un ente homogéneo que presente unas propieda- des concretas correspondientes a todo él. Muy al contrario, cuando queremos estudiar estas propiedades del suelo lo primero que hemos de considerar son las propiedades fí- sico-químicas de cada uno de sus horizontes. Al conjunto de las propiedades físico-químicas de todos los horizontes del suelo tra- dicionalmente se le ha venido denominando como propiedades del suelo. Esta definición es tan incorrecta como vaga. Así, cuando afirmamos que un suelo presenta mal drenaje sólo hacemos alusión al horizonte que está condicionando la permeabilidad, olvidándo- nos del resto de los horizontes. Cuando oímos decir que un suelo es fértil, generalmente se están refiriendo al espesor de suelo que vayan a explorar las raíces, olvidándonos que el suelo presenta con frecuencia un espesor muy superior. Además, el espesor a consi- derar será uno u otro en función del cultivo de que se trate (herbáceo o arbóreo), por lo que nos encontramos con la paradoja de que un suelo es a la vez fértil y pobre, según los 22 RAMÓN BIENES ALLAS Figura 4 Esquema de un suelo mostrando los diferentes horizontes maestros (dibujo: NRCS). horizontes que vayan a ser explorados por la masa radicular. Otro tanto cabría decir acer- ca de las expresiones tales como suelo arenoso o arcilloso, suelo bien o mal estructura- do, etc., sin especificar si se trata de todo él o sólo de una de sus partes. Por tanto, he- mos de acostumbrarnos a hablar de horizontes arcillosos, mal estructurados, permeables o no, pobres o fértiles, etc. más que del suelo en su conjunto. Diferenciación del suelo: horizontes y capas del suelo Como ya se ha dicho más arriba, el suelo se haya constituido por capas a las que se las denomina horizontes del suelo. Estos horizontes se agrupan en cinco grandes gru- pos que se nombran mediante una letra. Estos horizontes maestros, de los que todo sue- lo tiene al menos dos (el A y el C o R), son los siguientes: Horizonte O Se trata de un horizonte orgánico de suelos minerales. Estos horizontes se han for- mado sobre la parte superior del suelo mineral, y no siempre están presentes. General- mente predomina el material orgánico fresco o parcialmente descompuesto, con un con- tenido de materia orgánica del orden del 30% si la fracción mineral contiene más del 50% de arcilla, o más de 20% de materia orgánica si la fracción mineral no tiene arcilla. Para contenidos de arcilla intermedios entre el 0 y 50%, se proporcionaliza el contenido en materia orgánica: 20 + (0,2 x % arcilla). Estos horizontes orgánicos se denominaron ini- cialmente como horizontes A0. — O1: Horizonte orgánico en los que se puede distinguir a simple vista la forma ori- ginal de la mayor parte del material vegetal. La materia orgánica se halla poco al- terada, a excepción de la lixiviación de compuestos solubles y por la decoloración. — 02: Horizonte orgánico en el que la forma original de la mayor parte de la ma- teria orgánica animal o vegetal es irreconocible a simple vista. HorizonteA Este grupo está constituido por horizontes minerales superficiales con acumulación de materia orgánica en superficie o en zonas adyacentes a ella, pero que el contenido en materia orgánica no cumple para horizonte orgánico. En ocasiones pueden presentar una pérdida acusada de arcilla, hierro o aluminio. En ocasiones puede tratarse de horizontes transicionales a un horizonte subyacente, B o C. Se reconocen las siguientes subdivisio- nes del horizonte A: — A1: Son aquellos horizontes minerales formados en superficie o adyacentes a ella, en los que la acumulación de materia orgánica humificada está íntima- mente asociada a la fracción mineral. Presenta una coloración oscura. EL PERFIL DEL SUELO: FORMACIÓN Y CLASIFICACIÓN 23 — A2: Son aquellos horizontes minerales en los que el aspecto importante es la pérdida de arcilla, hierro o aluminio, con una concentración resultante de cuar- zo u otros minerales de tamaño de las arenas y limos. Reciben el nombre de ho- rizontes de eluviación, y su tonalidad es bastante más clara que la del A1. — A3: Horizonte transicional entre un horizonte A y otro subyacente B, pero con predominio de las características del primero. Horizonte B Son horizontes subsuperficiales que presentan al menos una de las siguientes ca- racterísticas: — Una concentración iluvial de arcilla, hierro, aluminio o humus. — Una concentración residual de sesquióxidos o arcillas silicatadas, solos o mez- clados. — Revestimiento de sesquióxidos que le confieren al horizonte coloración más os- cura o más roja que el resto de los horizontes del suelo. — Desarrollo de estructura edáfica. — B1: Horizonte de transición entre A y B, pero dominado por las características de B. — B2: Aquella parte del horizonte B en donde las propiedades en las cuales está basado el B aparecen sin características subordinadas que indiquen una tran- sición. — B3: Horizonte de transición entre B y C o R. Horizonte C Este horizonte o capa del suelo está formado por la roca original alterada, pero que carece de las propiedades de los horizontes A o B. La alteración sufrida puede ser por in- temperización fuera de la zona de mayor actividad biológica, cementación reversible, de- sarrollo de fragilidad, gleización, acumulación de carbonatos, con o sin cementación, acu- mulación de sales solubles o por cementación de sílice o hierro. Horizonte R Es la roca consolidada y subyacente. Posteriormente, a estos horizontes maestros se les ha ido añadiendo otros: Horizonte E Horizonte mineral empobrecido por una eluviación máxima. Ha sufrido pérdidas im- portantes de partículas finas (materia orgánica, arcillas, hierro o aluminio), las cuales han 24 RAMÓN BIENES ALLAS sido arrastradas a profundidades mayores por la acción del agua acumulándose y dando lugar a un horizonte B. Esta pérdida de partículas finas es la responsable de que presen- te un enriquecimiento relativo de limo y arena. Presentan una coloración blanquecina in- tensa. Este proceso es lento por lo que exige de bastante tiempo, así como que implica que el suelo que presenta un horizonte E debe de estar en una situación geomorfológica estable, ya que de lo contrario habría sido erosionado. Horizonte K Es un horizonte con una gran acumulación de carbonato cálcico o cálcico y magné- sico. Dificulta seriamente la penetración de las raíces, limitando el espesor de suelo útil. Propiedades de los horizontes del suelo Las partículas sólidas del suelo, formadas por minerales y materia orgánica, dejan entre sí unos espacios vacíos o poros llenos de aire y de agua. Es deseable que el volu- men total de poros represente el 50% del volumen total del suelo, y que el contenido má- ximo de agua sea el doble del ocupado por el aire. El oxígeno es el principal componente de la materia orgánica, con un peso que sue- le sobrepasar la mitad del total. Otros elementos abundantes son: aluminio, hierro, pota- EL PERFIL DEL SUELO: FORMACIÓN Y CLASIFICACIÓN 25 Figura 5. Clases de límites entre horizontes: a) según demarcación, b) según configuración (to- mado de Fitzpatrick, 1986). Claro 5-10 cm Lisa Ondulada Lobada Irregular Lingüiforme Lingüiforme Neto 2-5 cm Difuso > 20 cm Abrupto < 2 cm Gradual 10-20 cm sio, calcio, magnesio y sodio. El resto de los elementos que componen la parte mineral del suelo apenas representan el 5% del peso total. Los minerales más abundantes son aluminosilicatos y óxidos de hierro, aluminio y silicio. Límites Se denomina límite al cambio vertical que tiene lugar de un horizonte al siguiente. Un cambio de color es la propiedad principal y de más fácil observación que se utiliza pa- ra establecer límites. Sin embargo, en muchos casos hay que recurrir a otras propieda- des como la textura y la estructura. Los límites se clasifican según su configuración (forma horizontal del límite) y se- gún su demarcación (espacio vertical en el que tiene lugar el límite). Consistencia La consistencia del suelo se refiere al tipo y grado de cohesión existente entre las partículas del mismo. Por tanto, hace alusión a las propiedades de dicho suelo de cara a su manejo. Elementos gruesos y tierra fina Inicialmente, las partículas de un suelo se dividen en dos grupos, según sean ma- yores o menores a 2 mm, recibiendo los nombres de elementos gruesos o separados ma- yores los primeros, y tierra fina los segundos respectivamente. Elementos gruesos Están constituidos por fragmentos de roca y concrecciones. De esta fracción inte- resa conocer su composición mineralógica, la forma y tamaño predominante, así como su frecuencia. Una clasificación arbitraria según los tamaños de los fragmentos de esta fracción es la siguiente: Cantos .................. > 10 cm Guijarros............... 5-10 cm Gravas .................. 1-5 cm Gravill ................... 2 mm-1 cm Tierra fina (< 2 mm) Entre las características más importantes de esta fracción se encuentran la textu- ra, la forma de las partículas, la mineralogía y la micromorfología. 26 RAMÓN BIENES ALLAS Textura La textura del suelo es la proporción relativa de las diferentes partículas de suelo que componen la fracción tierra fina. Los sistemas más extendidos para la clasificación de la textura son el ISSS (Internacional) y el USDA. Los tamaños para cada una de las par- tículas establecidos en estos sistemas son los siguientes: Esta separación de las partículas minerales del suelo es exclusivamente en base a su tamaño, sin tomar en consideración su composición química, color, peso u otras pro- piedades. De aquí la importancia de no confundir el término arcilla con mineral arcilloso. En el primer caso se trata de un término puramente granulométrico, mientras que el se- gundo hace alusión a la naturaleza, composición y propiedades de los minerales del ta- maño arcilla. Forma de las partículas La forma de las partículas influye sobre la consistencia del suelo. Además, la forma de la fracción arena con frecuencia es una guía para conocer el origen del material del suelo. Los granos de arena presentan formas que van desde la lisa y redonda hasta muy áspera y angular. Las primeras son propias de materiales que han sido arrastrados por el aire, los subangulares son típicos de los aluviones y arenas de playa mientras que los an- gulosos son característicos de depósitos glaciales. Los minerales de tamaño limo son angulosos, formados por desmenuzamiento físi- co, o irregulares, resultantes de una descomposición diferencial. A diferencia de la are- na, no se vuelven redondeados. La forma de las partículas viene determinada tanto por el tipo de intemperización sufrida, como por la naturaleza cristalina del mineral. EL PERFIL DEL SUELO: FORMACIÓN Y CLASIFICACIÓN 27 Internacional Piedra Grava Arena gruesa Arena fina Limo Arcilla 20 2 0,2 0,02 0,002 mm USDA Piedra Grava Arena Arena Arena Arena Arena Limo Arcilla muy gruesa media fina muy gruesa fina 75 2 1 0,5 0,25 0,1 0,05 0,002 mm Finalmente, la mayor parte de las arcillas presentan forma de placa o laminar, a ex- cepción dela haloisita que es tubular. Mineralogía La tierra fina contiene tanto minerales primarios como secundarios. Los primeros son los que, por lo general, dominan en las fracciones arena y limo. El examen mineralógico de la fracción arena es un proceso largo y tedioso, por lo que se acostumbra a estudiar sólo un tamaño de la misma, normalmente de 50 a 100 micras, ya que se ha encontrado que con ello se obtiene una imagen bastante precisa de la mineralogía general de la arena. Esta fracción considerada se subdivide en dos subfracciones denominadas «minerales ligeros o fracción ligera» y «minerales densos o fracción pesada», mediante separación por pesos específicos para lo que se emplea un líquido (generalmente bromoformo) con un peso específico de 2.900 kg/m-3. La frac- ción ligera, que flota, está formada básicamente por cuarzo, feldespatos y moscovita, mientras que la fracción pesada contiene una amplia gama de minerales ferromagne- 28 RAMÓN BIENES ALLAS 100 90 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 80 70 arcilla arcillo arenoso franco arenoso arenoso francoarena franco franco limoso limo arcillo limoso franco arcillo limoso francoarcilloso franco arcillo arenoso 60 50 40 30 20 10 100 90 80 70 60 50 % arena % arcilla Clases texturales % limo 40 30 20 10 � � � Figura 6. Diagrama textural USDA (tomado de C. Dorromsoro, http://edafologia.ugr.es/ introeda/tema04/text.htm#anchor618597). sianos y accesorios. Esta segunda fracción es importante estudiar para clasificar los suelos y los materiales originales, ya que nos va a permitir dilucidar si el suelo actual se ha desarrollado in situ o por el contrario, se formó a partir de otra roca y después sufrió un trasporte. En un estudio mineralógico, los minerales más frecuentes que se estudian son: tur- malina, granate, epidota, andalucita, silimanita, distena, rutilo, estaurolita, circón, esfe- na, anat/broq, zois/clino, biotita, moscovita y opacos. Estructura La estructura se refiere a la agregación de las partículas individuales del suelo en unidades mayores, con planos débiles entre ellas que definen las caras de los agrega- dos. Estos agregados reciben el nombre de ped. Si un horizonte no presenta agregados, se dice que no tiene estructura o que es un horizonte macizo. Cuando estos agregados están bien desarrollados, son relativamente estables a los procesos de humectación-desecación. La forma que los agregados pueden presentar es muy variable, y va a afectar a la conductividad hidráulica y a la aireación, lo que repercutirá sobre el desarrollo de la ve- getación. Es frecuente que un agregado sea susceptible de fragmentarse en otros de me- nor tamaño y que incluso tengan forma distinta. En este caso se habla de una es- EL PERFIL DEL SUELO: FORMACIÓN Y CLASIFICACIÓN 29 Figura 7. Tipos de estructura del suelo (tomado de Herbert et al., 2007). A E F B C D tructura principal (la constituida por los agregados de mayor tamaño) y de otra se- cundaria. Otras veces pueden coexistir dos tipos de estructuras diferentes. Esto sucede cuan- do tenemos un horizonte compuesto de fragmentos de dos horizontes (p.ej. A+B), o bien cuando hay grietas grandes por la que pueda descender material de una capa u horizon- te superior. En estos casos se habla de estructuras yuxtapuestas. La estructura de un suelo es muy importante en relación con la porosidad y la cir- culación del agua en el suelo, pudiendo compensar el efecto negativo de una textura de- masiado fina. Porosidad La porosidad hace referencia al volumen total que ocupan los poros de un horizon- te. Cuando se hace una descripción de la porosidad, debe atenderse a la cantidad, con- tinuidad, orientación, distribución y forma de los poros. En esta descripción no se inclu- yen los espacios debidos a galerías de la fauna. En estudios detallados, puede recurrirse al estudio de lámina delgada. Grietas La presencia de grietas en un suelo está relacionada con la presencia de arcillas expansibles (arcillas 2:2). El análisis de las grietas (frecuencia, anchura, longitud en pro- fundidad) tiene especial interés en la construcción de edificios y obras civiles. La presencia de las grietas de al menos 5 mm de anchura y 25 cm o más de pro- fundidad, definen el carácter vértico. 30 RAMÓN BIENES ALLAS Foto 1. Formación de grietas que asciende hasa la superficie y que evidencian el carácter vértico (Cuenca) (foto: R. Bienes). Figura 8. Porosidad in- tergranular (Ed. Editex). Raíces Cuando se describe un suelo, se presta especial atención a las raíces. Tantos la raí- ces finas (1 < Ø < 2 mm) como las muy finas (Ø < 1 mm), son especialmente sensibles a las condiciones existentes en el suelo, por lo que su presencia o ausencia tiene una gran significación. Si no hay ningún limitante en el suelo, cada especie presentará el sistema radicu- lar acorde a sus características botánicas. Es importante reseñar la cantidad de raíces, tamaño, orientación dominante, distri- bución, estado y principales especies a las que pertenecen para poder interpretar los da- tos de campo y obtener valiosas conclusiones. FORMACIÓN DEL SUELO. FACTORES FORMADORES Antes de hablar de los procesos que han generado la formación de los diferentes horizontes presentes en un suelo, es decir los procesos formadores, es imprescindible mencionar los factores que los originan, denominados factores formadores. Un factor formador del suelo es un agente, fuerza, una condición, una relación o combinación de ellos, que afecta, ha afectado o puede influir en un material original del suelo, con potencial para cambiarlo. El hielo, el agua, el viento, son ejemplo de factores formadores. De hecho, cualquier lista detallada de factores de formación sería demasia- do larga, por lo que se recurre a agruparlos en cinco grupos a los que se les denomina factores principales o generales. Estos son: material original, relieve, clima, organismos y tiempo. S = f(cl, mp, r, o, t) donde S es el suelo; cl es el clima; mp el material parental, original o de partida; r es el relieve; o representa la acción de los organismos vivos (flora y fauna) y t es el tiempo. Este modelo de Jenny se ajusta al concepto de una caja negra tal como se expone en el esquema siguiente. Es un enfoque ambientalista más interesado por justificar el por qué difieren los suelos entre sí que en dar una explicación de los procesos que tienen lu- EL PERFIL DEL SUELO: FORMACIÓN Y CLASIFICACIÓN 31 Esquema caja negra ENTRADAS SALIDAS Factores formadores Clima Material originario Relieve Organismos Tiempo Características del suelo Epipediones Endopediones Características Componentes ⎧ ⎪ ⎨ ⎪ ⎩⎧ ⎪⎪ ⎨⎪ ⎪⎩ � � Figura 9. Esquema representando la función de Jenny (tomado de Porta et al., 1999). gar (Porta et al., 1999). Así, las relaciones entre un factor y las propiedades y caracterís- ticas del suelo son cualitativas. Este enfoque empírico ha sido muy difundido por su simplicidad y facilidad de com- prensión, lo que no le resta que siga siendo muy valioso, en especial para establecer mo- delos de génesis con ayuda de ordenador. Factor clima El clima es uno de los principales factores que intervienen en la formación de los suelos, ya que de él dependen los flujos de agua que circulan por el perfil y la tempera- tura del suelo. Condiciona el tipo y la velocidad de alteración de los minerales, la des- composición de la materia orgánica y las migraciones de materia en los pedons. Juega también un papel indirecto sobre el desarrollo del suelo al determinar el tipo de vegeta- ción y fauna que viven en el suelo y van a actuar sobre él. A escala mundial, la distribución de los suelos depende sobre todo del macroclima, por lo que se le puede considerar independiente del resto de los factores formadores. A esta escala es donde se evidencia mas las relaciones entre el clima y las características del suelo. A nivel mundial se reconocen unos quince climas zonales. Sin embargo, cuando realizamos estudios a gran escala, es normal encontrarse con una diversidadde climas grande, que constituyen inclusiones dentro de un área climá- tica mayor. Estas inclusiones son las que determinan los mesoclimas y microclimas, los cuales están fuertemente condicionados por la topografía y, en ocasiones, también por la vegetación. En estos casos el clima no es independiente del resto de los factores for- madores. Por otro lado, a causa de la lentitud de los procesos edáficos, en ocasiones el sue- lo no depende únicamente del clima actual, sino también de etapas climáticas pretéritas diferentes de las actuales. En España son muy frecuentes los suelos rojos que conservan un marcado carácter relicto, tanto por la rubefacción de los óxidos de hierro como por la iluviación de la arcilla. La formación de estos suelos viene determinada por unas condi- ciones más húmedas que las actuales. En ocasiones, los horizontes argílicos han queda- do fosilizados por un depósito posterior. El carácter policíclico de los suelos lo trataremos más detalladamente al hablar del factor tiempo. La mayoría de las propiedades del suelo están relacionadas con el clima. Así, el ti- po de arcilla, oxi-hidróxidos, contenido en materia orgánica, presencia o ausencia de car- bonatos, color, etc., dependen en mayor o menor grado del clima. Material parental El suelo es la transformación de una o varias rocas que reciben el nombre de roca madre o material parental. El término roca madre se reserva para designar la roca a par- 32 RAMÓN BIENES ALLAS tir de la cual se forma el suelo, mientras que material parental u originario es un térmi- no más amplio que representa el estado inicial del suelo, es decir, el momento cero de la formación del suelo. Así pues, esta última expresión abarca no solo a la roca consoli- dada a partir de la cual puede desarrollarse el suelo, sino también a una roca previa- mente meteorizada (saprolita), o bien una roca no consolidada (regolita) e incluso a un suelo anterior que comienza a evolucionar bajo unas nuevas condiciones del medio. En el campo es difícil establecer estas diferencias, por lo que algunos autores las utilizan como sinónimos. La composición mineralógica del material original, las propiedades físicas (cohe- sión, permeabilidad y porosidad), la físico-químicas y las cristaloquímicas, condicionan la estabilidad y la evolución o transformación de los propios materiales y del suelo. La in- fluencia del material original es grande cuando el suelo es joven, y va disminuyendo a medida que actúan los procesos formadores. La presencia de unos u otros minerales en el suelo, con frecuencia no depende só- lo del material originario, sino también de otros factores difícilmente separables tales co- mo el clima, la vegetación o el tiempo, ya que influyen sobre los procesos que actúan so- bre los materiales parentales. Relieve En general, la pendiente es un factor contrario a la formación del suelo, ya esta fa- vorece el trasporte de material. Así pues, la inclinación de una vertiente es un factor de control del desarrollo del suelo. Otros factores dependientes del relieve son la orientación de la vertiente (solanas y umbrías), la posición del pedon a lo largo de la vertiente y la presencia y características de una posible capa freática. Milne (1935) introduce el concepto de catena para definir una secuencia de suelos que se desarrollan a partir de un material originario parecido, bajo unas condiciones cli- máticas similares, pero que, a causa de que ocupan diferentes posiciones en el paisaje, presentan características variadas. Cuando se habla a un nivel más general, se emplea el término de toposecuencia en sustitución del de catena que es más restrictivo. La idea de topofunción, que relacionaría el relieve con las propiedades del suelo manteniendo el resto de los factores constantes, es difícilmente sostenible, puesto que la geomorfología es de por sí un factor interdependiente en la mayoría de los casos. Es- to es lo que explica que no haya una dependencia biunívoca entre las formas de territo- rio y los suelos. El motivo por el que el relieve o geomorfología no puede ser considerado como fac- tor independiente en la mayoría de los casos es debido a la estrecha relación que guar- da con el material original, el clima, los organismos e incluso con el tiempo. El relieve condiciona fuertemente la entrada («inputs») y salida («outputs») de flu- jos de energía en el suelo, concebido como sistema abierto. Como consecuencia, la ge- omorfología controla la génesis, el comportamiento y la utilización de los suelos. EL PERFIL DEL SUELO: FORMACIÓN Y CLASIFICACIÓN 33 La actividad biológica Al hablar de la influencia de los organismos sobre la formación del suelo se hace referencia a la acción de la vegetación, la microflora, la fauna y el hombre. Los organis- mos intervienen principalmente aportando materia orgánica al suelo, descomponiéndo- la y participando en la formación del humus. También influyen sobre la mezcla de mate- riales, sobre las propiedades físicas al mejorar la estructura y porosidad, y sobre el suministro de nutrientes disponibles al suelo. Los organismos intervienen activamente en la formación del suelo, como por ejem- plo en la colonización de las rocas. Líquenes, musgos y plantas rupícolas son las prime- ras en comenzar la colonización. Sobre restos de estas plantas se instalan posteriormente otras, así como pequeños animales que continúan aportando materia orgánica y permi- ten una meteorización más intensa del sustrato. Cuando se trata de materiales no con- solidados, caso de los sedimentos aluviales o coluviales, la colonización es más rápida y alcanza pronto el clímax. En general hay un desfase entre los clímax edáfico y de vege- tación, como consecuencia de que los procesos edáficos son mucho más lentos que los biológicos. La vegetación tiene un papel fundamental sobre los procesos edafogenéticos, pues- to que no sólo es un agente directamente formador (humus) sino que también condicio- na la acción de otros agentes (acción mecánica de las raíces, presencia de lombrices, madrigueras, etc.). La vegetación tiene una influencia muy directa sobre el tipo y la distribución de la materia orgánica del suelo. Puesto que los aportes de materia orgánica están directamente relacionados con la biomasa vegetal y esta, a su vez, depende del clima, la actividad bio- lógica, como factor formador, presentará mayor importancia en las zonas húmedas. La distribución de la materia orgánica en el perfil del suelo depende del tipo de for- mación vegetal. Así, los bosques caducifolios, caso de un hayedo, forman horizontes or- gánicos (O) bien desarrollados, si bien el contenido en materia orgánica disminuye brus- camente al pasar al horizonte A. Por el contrario, las formaciones vegetales esclerófilas poco densas, tienen ten- dencia a originar distribuciones irregulares de los restos vegetales en la superficie del suelo. La presencia de árboles y arbustos esparcidos en estas formaciones vegetales da lugar al desarrollo de horizontes orgánicos, en ocasiones de considerable espesor, bajo ellos, mientras que las superficies entre árboles y arbustos son más pobres en horizon- tes orgánicos y nutrientes. Por otro lado, las formaciones vegetales herbácea, tales como las praderas, presen- tan una distribución más homogénea de la materia orgánica, pero no forman horizontes O. En estos suelos la actividad biológica es muy intensa en el horizonte superficial, favoreci- da por la excreción de sustancias orgánicas, fenómeno que se denomina efecto rizosfera. El humus resultante acostumbra a presentar unos valores de la relación C/N bajas como consecuencia de una intensa actividad mineralizadora y fijadora de nitrógeno. 34 RAMÓN BIENES ALLAS En líneas generales, si bien el tipo de vegetación influye en la composición de la ho- jarasca, no tiene un papel decisivo sobre el tipo de humus, ya que este depende funda- mentalmente de los factores climáticos y del sustrato. No obstante lo anterior, hay cier- tos tipos de vegetación que aportan restos difícilmente biodegradables,como consecuencia de contener inhibidores del crecimiento de los microorganismos y son pobres en N, es decir, presentan una relación C/N elevada que dificulta su descomposición. Estos restos vegetales pueden favorecer la formación de humus tipo mor y moder. El tiempo Los suelos, como sistemas dinámicos que son, se hayan en constante evolución. Al- gunas propiedades varían de forma observable a lo largo del día, como es la temperatu- ra y el contenido de humedad. Ahora bien, los procesos edafogenéticos requieren de mu- cho tiempo y sus cambios no son perceptibles a la escala humana. Todo suelo pasa por una etapa de juventud a la que sigue otra de madurez y, por úl- timo, la de vejez. Si bien el tiempo es uno de los factores formadores, las relaciones que guarda con las características del suelo son únicamente a nivel cualitativo. Es difícil dar cifras concretas del tiempo necesario para la formación del suelo, por- que la evolución depende de la intensidad de los procesos formadores. Como un ejemplo de suelo muy reciente se puede citar el que comienza a formar- se sobre un suelo aluvial después de una riada. En cierto modo, se puede decir que la es- EL PERFIL DEL SUELO: FORMACIÓN Y CLASIFICACIÓN 35 Foto 2 Influencia de la vegetación sobre el alterado de la roca. Valle de Irati, Navarra (foto: M. L. Bassy). cala de tiempo de los procesos edafogenéticos se puede situar entre la de los fenóme- nos biológicos y la de los geológicos. La evolución de los suelos más antiguos se ha vis- to afectada por los cambios climáticos, los cuales han tenido una influencia decisiva so- bre la erosión y la edafogénesis. Los climas cálidos y húmedos aceleran el desarrollo de los suelos, al igual que si el material originario está poco consolidado, o se trata de una superficie geomorfológicamente estable, en la que los procesos edafogenéticos pueden prolongarse durante mucho tiempo. Por el contrario, los climas frescos y secos, un material impermeable o duro o rico en car- bonatos, o las pendientes fuertes, son factores que frenan la formación de un suelo. Se puede establecer una diferenciación de los suelos según el tiempo durante el cual actuaron los procesos formadores. Así, podemos hablar de suelos actuales o pos- tglaciares, también denominados monocíclicos o monogenéticos. Por otro lado estarían los paleosuelos o suelos viejos que pueden haberse conservado enterrados bajo un de- pósito posterior (suelos fósiles) o bien haber evolucionado bajo los sucesivos climas que tuvieron lugar a continuación. En este último caso se habla de suelo policíclicos o poli- genéticos, ya que el suelo anterior actúa como material original del siguiente. La edad de un suelo no es, evidentemente, la de los materiales geológicos a partir de los cuales se ha desarrollado. Todo suelo ocupa una posición en el paisaje, y su edad ven- drá condicionada por la forma en la cual se produce la edafogénesis. Son evidentes las di- ficultades para asignar una edad absoluta al suelo, especialmente a los más antiguos, y de relacionarlos con períodos climáticos concretos. Cuando no se disponga de dataciones con radioisótopos habrá que recurrir a medios indirectos. Estos están basados en las edades de restos históricos o arqueológicos; en la utilización de edades geológicas tales como la for- mación de morrenas, terrazas fluviales, etc., o bien merced a la presencia de fósiles. PROCESOS FORMADORES O EDAFOGENÉTICOS DEL SUELO La acción interactiva de los diferentes factores formadores, clima, vegetación, litolo- gía, tiempo, etc., condiciona totalmente la evolución del suelo. Las formas o vías por las que esta evolución es llevada a cabo se denominan procesos formadores o edafogenéticos. Así, vemos que la formación de un suelo no es sino el resultado de la acción com- binada de muchos procesos, integrados por una serie de reacciones y redistribuciones de materia. En cada caso concreto, los procesos formadores que tengan lugar serán aque- llos que sean compatibles con los factores formadores que prevalezcan en un lugar y mo- mento determinados (Porta et al., 1999). Los procesos formadores o edafogenéticos los podemos agrupar o clasificar en: meteorización, adiciones, transformaciones orgánicas, traslocaciones, procesos redox, transformación y neoformación de arcillas, migraciones y, finalmente, procesos de eda- foturbación. El estudio de los procesos formadores se ajusta al esquema de una caja blanca o gris, según se expliquen en mayor o menor medida las interacciones que tienen lugar en 36 RAMÓN BIENES ALLAS el suelo. Responde a un enfoque paisajístico, en el que se estudian las propiedades de las formas del junto con los factores y procesos formadores (Porta et al., 1999). A continuación pasamos a explicar de forma sucinta, los principales procesos for- madores. Meteorización Puede considerarse como el proceso inicial en la formación del suelo. Se define como el proceso de alteración de las rocas y minerales que se encuentran en la superficie de la Tierra, los cuales se hallan sometidos a unas condiciones termodinámicas muy diferentes a las de su formación y a la acción de los diversos agentes externos. Este proceso está condi- cionado por la naturaleza del material (composición y estructura), las condiciones climáticas (temperatura y precipitación), y a actividad biológica (especies y número de individuos). La capa de roca alterada o mineralizada se denomina regolita, si se ha formado a partir de una roca blanda, y saprolita si procede de una roca dura. En general se puede afirmar que, sobre materiales duros, la meteorización precede a la formación del suelo. Sin embargo, conviene diferenciar entre una meteorización o alteración de tipo fí- sico, consistente en una disgregación o fragmentación mecánica que no comporta cam- bios en la composición química o mineralógica, y una meteorización o alteración de tipo químico, que provoca una transformación en la naturaleza de los materiales iniciales. No obstante, ambos procesos actúan de forma conjunta potenciándose mutuamente, si bien determinados condicionantes pueden favorecer a uno u otro. Pese a ello, una caracterís- tica común a ambos procesos es la lentitud con la que tienen lugar. Una primera división de los procesos de meteorización sería la siguiente: Meteorización física Consiste en la desagregación de la roca, lo que da lugar a una disminución del ta- maño de los fragmentos y, consecuentemente, una mayor superficie de ataque físico-quí- mico posterior. EL PERFIL DEL SUELO: FORMACIÓN Y CLASIFICACIÓN 37 Esquema caja blanca ENTRADAS SALIDAS Factores formadores Clima Material originario Relieve Organismos Tiempo Características del suelo Epipediones Endopediones Características Componentes ⎧ ⎪ ⎨ ⎪ ⎩⎧ ⎪⎪ ⎨⎪ ⎪⎩ � � Figura 10. Esquema representando la formación del suelo en base a los procesos formadores (tomado de Porta et al., 1999). Procesos formadores Meteorización Adiciones Transformaciones Traslocaciones Pérdidas Se debe a la aparición de fuertes tensiones en el interior de la estructura de la ro- ca, lo que ocasiona zonas de debilidad que se traducen en la presencia de planos de ro- tura. Estas tensiones no implican necesariamente cambios significativos en la composi- ción mineralógica de la roca. Dependiendo del origen de las fuerzas actuantes, interior o exterior a la roca, que van a provocar la disgregación se clasifican en procesos endocinéticos o exociné- ticos. Meteorización química Todas aquellas trasformaciones de tipo químico y mineralógico que alterarían la ro- ca. Tiene lugar cuando la roca está en superficie o próxima a la misma. Este contacto con la atmósfera, hidrosfera y biosfera va a ocasionar alteraciones en la composición de la roca. Este tipo de meteorización es el responsable de la liberación de muchos elementos que estaban inmovilizados en la roca, y es vital para la fertilidad del suelo. 38 RAMÓN BIENES ALLAS Foto 3 Meteorización física de pizarras en el valle de Irati (foto: M. L. Bassy). Foto 4 Incremento de materia orgánicadebido a la actividad de la vegetación. Cáceres (foto: R. Bienes). Meteorización biológica Aquí se da preponderancia al agente de la meteorización, los seres vivos y los pro- ductos que liberan. Adiciones Pueden ser de muy diversa índole. Incremento de materia orgánica Derivado de la presencia y actividad de la vegetación. Aportaciones de materiales al suelo Derivadas de procesos de aluvionamiento, coluvionamiento, sedimentación de ma- teriales procedentes de la erosión, materiales volcánicos, materiales depositados por el hombre, etc. Transformaciones orgánicas El suelo se comporta como un complicado laboratorio biológico en el que los orga- nismos vivos realizan un conjunto de funciones de gran importancia. Uno de los procesos más importantes es, sin duda alguna, la incorporación al sue- lo de la materia orgánica fresca y su transformación en humus. A este proceso se le co- noce con el nombre de humificación. Esta transformación tiene lugar como consecuen- cia de toda una serie de modificaciones que sufre la materia orgánica y de la que es responsable la actividad biológica. El resultado final es la presencia de sustancias húmi- cas en el suelo, tan importantes para la vida vegetal. Por el contrario, el proceso denominado mineralización de la materia orgánica, pro- ceso relativamente rápido, se basa en la oxidación de los compuestos orgánicos dando como productos finales componentes minerales sencillos, como H2O, CO2, NH+4, NO–3, PO3–4, etc. Estas transformaciones son llevadas a cabo por los microorganismos heterotróficos que utilizan la energía para su metabolismo. La consecuencia de este proceso es una dis- minución de las sustancias húmicas del suelo. Es vital que se de un equilibrio entre los dos procesos mencionados. En general se puede afirmar que el clima de tipo mediterráneo es favorable a estos procesos. Por el con- trario, cuando las condiciones ambientales no son favorables a la actividad de los micro- organismos, la materia orgánica tiende a acumularse y forma, al cabo de los años, hori- zontes holo-orgánicos que presentan el aspecto de una capa fibrosa de color negro formada por restos vegetales. EL PERFIL DEL SUELO: FORMACIÓN Y CLASIFICACIÓN 39 Traslocaciones Si bien estos procesos son esenciales en la meteorización química, interesa destacar aquí su importancia no en la alteración de las rocas, sino en la diferenciación del perfil que origina la formación de los horizontes. Básicamente, las traslocaciones consisten en des- plazamientos de partículas, ya sea en suspensión o en disolución, de un horizonte a otro más profundo en el que se acumulan. La cantidad de partículas desplazadas dependerá de la cantidad de las mismas presentes en las capas superiores y del grado de dispersión de la mismas, mientras que la profundidad a la que tenga lugar la posterior acumulación con- secuencia del desplazamiento va a depender del régimen pluviométrico de la zona. Argiluviación Consiste en el desplazamiento de la arcilla a un horizonte más profundo en el que se acumula. Estas arcillas reciben el nombre de arcillas de iluviación. El trasporte se pro- duce en suspensión en el agua que circula a través del seno del perfil. Para que este pro- ceso pueda tener lugar, es necesario que la arcilla está dispersa. Este tipo de trasloca- ción es el que da lugar a la formación de horizontes argílicos. Podsolización Al igual que en el caso anterior, también aquí el trasporte se produce en suspensión en el agua que circula a través del seno del perfil. En este caso, las partículas que van a 40 RAMÓN BIENES ALLAS Foto 5 Horizonte de acumulación de arcilla iluvial (argílico) con desarrollo de estructura prismática (foto: R. Bienes). ser objeto del desplazamiento van a ser los coloides de materia orgánica, y este proceso es el responsable de la formación de horizontes espódicos. Esta materia orgánica gene- ralmente va asociada con hierro y/o aluminio, por lo que el horizonte de acumulación pre- sentará un enriquecimiento de hierro y, en menor medida, de aluminio. Las condiciones climáticas bajo las que tiene lugar este proceso pueden ser muy variadas, si bien tienen como característica común ser climas fríos y húmedos, así como una vegetación acidifi- cante y muy poca actividad biológica. Calcificación El más importante de este tipo de procesos es la carbo natación-descarbonatación. El primer término se emplea para designar productos insolubles, los carbonatos, que tie- nen como consecuencia un aumento o acumulación de estos minerales en el perfil del suelo. Por el contrario, la descarbonatación origina formas solubles, los bicarbonatos, que pueden ser traslocados dentro del perfil en zonas semiáridas o ser transportados y eli- minados del suelo, cosa que sucede en las zonas húmedas, en las que la precipitación supera a la evapotranspiración, produciéndose un lavado del perfil del suelo. Los procesos de carbonatación-descarbonatación dependen de dos factores im- portantes: la concentración en CO2 y el pH del medio. En general, la parte superior del perfil es una zona de fuerte actividad biológica que origina concentraciones de CO2 de 10 a 100 veces superior a la de la atmósfera. Estas altas concentraciones de CO2 son las res- ponsables de que el sistema evolucione hacia la formación de bicarbonatos (solubles) y responsables de una descarbonatación de la parte superior del perfil seguido de una car- bonatación en los horizontes más profundos que dará lugar a una acumulación de car- bonato cálcico. A esta acumulación de caliza en un horizonte del suelo es a lo que se de- nomina proceso de calcificación. EL PERFIL DEL SUELO: FORMACIÓN Y CLASIFICACIÓN 41 Foto 6 Desarrollo de un potente horizonte de acumulación de carbonato cálcico en la base del perfil. Alcalá de Henares (Madrid). Petrocalcificación Cuando acontecen repetidas redisoluciones y reprecipitaciones de caliza, el hori- zonte en el que tienen lugar las segundas terminar por cementarse hasta el extremo de que ya no se deshace al sumergirlo en agua. Gypsificación Proceso similar al de calcificación, pero en este caso el proceso es con sulfato cál- cico en lugar de carbonato cálcico. Dado que el anión sulfato es mucho menos frecuen- te en la naturaleza que el carbonato, el proceso de gypsificación es mucho menos gene- ralizado. Petrogypsificación Este proceso exige de condiciones de extrema aridez, y confiere al horizonte gypsi- co una extrema dureza. Salinización Proceso por el cual tiene lugar una acumulación de sales en el suelo más solubles que el yeso. Las sales más frecuentes son los cloruros y sulfatos de sodio y magnesio. Sodificación o solonetización Proceso por el cual tiene lugar un enriquecimiento de sodio intercambiable a partir de soluciones de sales sódicas. Puede ir acompañado de un proceso de iluviación de ar- cillas sódicas, ya que favorece la traslocación de las mismas. Desde el punto de vista de las propiedades físicas, la sodificación provoca una destrucción de la estructura del sue- lo, dificultando la circulación del agua, llegando a provocar encharcamientos severos. En consecuencia, las condiciones para la vida vegetal son sumamente desfavorables. Alcalinización Se trata de un caso particular de la sodificación. Es cuando tiene lugar una acumu- lación de carbonato sódico, lo que eleva el pH a valores de entre 9 y 11, lo que provoca la inmovilización de muchos nutrientes dificultando gravemente el desarrollo vegetal. Duripán El duripán es una capa endurecida por sílice cementada. Suelen presentarse en áre- as volcánicas, con climas mediterráneos subhúmedos o bajo climas áridos. 42 RAMÓN BIENES ALLAS Petroferrización Es cuando tiene lugar una cementación de los óxidos hidratados de hierro (oxihi- dróxidos). Procesos redox Estos procesos se caracterizan por afectar a aquellos elementos que pueden actuar con diversos grados de valencia, en especial el hierro y el azufre, y llevan asociados cam- bios de volumen, color o formación de revestimientos de aspecto negruzco. Estos procesospresentan especial intensidad cuando cambian las condiciones anae- robias iniciales (marismas, estuarios, sedimentos marinos, nivel freático alto, etc.) a otras con mayor presencia de oxígeno. También se dan a la inversa, es decir, cuando un suelo bien drenado experimenta un mayor grado de anaerobiosis. Transformaciones férricas En el área mediterránea es frecuente ver suelos de colores vivos, entre ocre y rojo intenso. Esta coloración es controlada por la naturaleza y cantidad de los compuestos de hierro que se hallan presentes. Las formas amorfas y las cristalinas hidratadas de los óxi- dos de hierro son los responsables de los colores pardo-amarillentos, mientras que las formas cristalinas dan lugar a las coloraciones rojas. EL PERFIL DEL SUELO: FORMACIÓN Y CLASIFICACIÓN 43 Foto 7 Proceso de brunificación (foto: R. Bienes, Asturias). Rubefacción Proceso por el cual tiene lugar el desarrollo de una intensa coloración roja como consecuencia de la deshidratación de los oxi-hidróxidos de hierro. Esta deshidratación, prácticamente irreversible, tiene su causa en la existencia de una estación muy seca, y es muy frecuente en el área mediterránea. Brunificación Cuando el clima es lo suficientemente húmedo como para no permitir la rubefac- ción, los oxi-hidróxidos de hierro dan un color marrón oscuro al suelo. El hierro actúa de enlace entre los ácidos húmicos y las arcillas. Es típico de climas atlánticos templados o semicontinental. Gleificación Cuando el drenaje del suelo está impedido, las condiciones anaerobias imperantes provocan que el hierro sufra un proceso de reducción. Las formas ferrosas tiñen el perfil del suelo de gris e incluso gris oscuro. En aquellas partes del perfil del suelo en que en unos momentos imperen condi- ciones aerobias y en otros anaerobias, puede observarse moteados rojizos (formas férri- cas) alternando con otros grises o negros (formas ferrosas). 44 RAMÓN BIENES ALLAS Foto 8 Zonas de oxidación-reducción que se evidencian por la alternancia de colores rojos y grises (foto: R. Bienes. Carrión de los Condes, Sevilla). Transformaciones del azufre Formación de materiales sulfurosos En condiciones de saturación, los sulfatos se reducen pasando a sulfuros, que en combinación con las formas ferrosas de hierro pueden dar lugar a la precipitación de pi- rita (FeS2). Formación de materiales sulfúricos Es el proceso contrario al anterior. Los sulfuros pasan a sulfatos. Si este proceso tiene lugar en un suelo rico en calcio, dará lugar a la formación de yeso, pero si por el contrario el suelo es rico en potasio y sodio, dará lugar a la formación de sulfatos ácidos con un pH de 3, con lo que ello significa para el desarrollo de la vida en ese suelo. Más frecuentemente es la formación de sulfatos de hierro y aluminio. Transformación y neoformación de arcillas La formación de arcillas tiene su origen en la alteración de minerales primarios si- licatados, especialmente ferromagnesianos, como la biotita, y tiene lugar por la vía de- nominada de transformación, término que indica una alteración química estructural mo- derada, que en los casos más sencillos conducen a unos materiales llamados heredados, puesto que sus estructuras conservan en buena medida las características de los mate- riales originarios. Este proceso está en gran medida condicionado por el clima de tipo me- diterráneo. La neoformación implica una alteración más profunda de los materiales primarios para liberar las sustancias químicas necesarias y una posterior recombinación de estas para generar nuevos materiales arcillosos, de naturaleza y propiedades muy diferentes a las de los materiales de partida. Este proceso es característico de climas extremos, co- mo es el tropical, y minoritario en los de tipo mediterráneo. El proceso implicado y el tipo de arcilla generada, no es solamente función del fac- tor clima, sino que depende también de las condiciones de drenaje del medio y de los ma- teriales originarios del suelo. Migraciones o pérdidas de componentes Genéricamente se denomina migración a todo aquél proceso que comporta una movilización y un transporte de materiales del suelo a través del perfil. Sin embargo, cuando los materiales movilizados y transportados son depositados en otras partes del perfil, es más correcto el empleo del término traslocación, reservando el de migración para aquellos casos en que los materiales transportados son eliminados por el agua de drenaje. EL PERFIL DEL SUELO: FORMACIÓN Y CLASIFICACIÓN 45 Las migraciones pueden ser el resultado de la acción más o menos continuada de un determinado agente químico, es decir, de una lixiviación. Este es el caso de las sales solubles o hidrolizables provocada por el agua, las migraciones de carbonatos provoca- das por la acción del CO2 en medio acuoso, las del Fe2+ en medio hidromorfo, etc. Si la movilización es provocada por el poder complejante o quelante de la materia orgánica del suelo sobre determinados elementos metálicos como el hierro, para dar complejos orga- nometálicos solubles o pseudo-solubles, se habla de migraciones por complexación o queluviación. Pero también es posible que las migraciones no sean provocadas por una acción química lixiviante, sino por una acción puramente física o mecánica ejercida sobre par- tículas en suspensión. Este proceso migratorio, denominado lesiviación, normalmente lle- vado a cabo por el agua infiltrada en el perfil, actúa sobre la fracción coloidal de los sue- los, concretamente sobre las arcillas. Las migraciones pueden producirse en sentido vertical descendente (que es el más frecuente), lateral e, incluso, vertical ascendente. Las principales pérdidas de componentes son: Eluviación, Lixiviación y Erosión 46 RAMÓN BIENES ALLAS Procesos de edafoturbación Los organismos vivos son aquí el agente responsable de este tipo de procesos. En ocasiones, la actividad de los seres vivos ocasiona una alteración del medio más o me- nos acusada. Esta labor que llevan a cabo los animales es complementaria de la que re- alizan otros agentes erosivos en las etapas primarias del proceso de meteorización. Sin embargo, tiene una especialísima importancia en los primeros estadíos de la formación del suelo. Las plantas superiores ejercen una intensa labor de excavación mecánica del sue- lo. Menos visible es el trabajo de otros vegetales y organismos como los líquenes, hasta el punto que se les considera los verdaderos indicadores o pioneros de la formación de los suelos. En otras ocasiones se trata de pequeños invertebrados, como los gusanos, que airean el terreno y permiten la entrada del agua. También hay algunos microorganismos capaces de segregar sustancias que capaces de atacar químicamente las rocas. HORIZONTES DE DIAGNÓSTICO PRINCIPALES Es una forma de introducir criterios genéticos en la taxonomía del suelo, ya que la presencia de un horizonte de diagnóstico no es sino la consecuencia de un determinado proceso formador del suelo que ha actuado con especial intensidad. Epipediones u horizontes de diagnóstico superficiales En general, se trata de horizontes mas bien oscuros, como consecuencia de la in- corporación de la materia orgánica al suelo a partir de los restos vegetales, o bien, aun- que más infrecuentemente, puede tratarse de horizontes eluviales superiores. Es impor- tante dejar claro que epipedión no es sinónimo de horizonte A (aunque sea lo habitual). El hecho de declarar a un horizonte como epipedión, significa que al menos un pro- ceso formador ha actuado con suficiente intensidad como para diferenciarlo del resto del perfil, por lo que no puede tratarse de depósitos recientes. Se han definido 8 epipediones: Mólico, Úmbrico, Antrópico, Plaggen, Ócrico, Místi- co, Melánico y Folístico. De todos ellos, los únicos que presentan cierta frecuencia en el entorno mediterráneo son el ócrico, úmbrico y mólico. Mólico Horizonte mineral superficial con buena estructura y color oscuro debido al conte- nido alto de materia orgánica. Presenta una saturación de bases superioral 50%. Son propios de zonas de praderas de gramíneas y, en menor medida, de bosques de frondo- sas. Se encuentran sobre materiales no silíceos. Su presencia caracteriza a uno de los órdenes de la Soil Taxonomy, los Mollisoles. EL PERFIL DEL SUELO: FORMACIÓN Y CLASIFICACIÓN 47 Úmbrico Igual que el anterior pero con una saturación de bases inferior al 50%. Los encon- tramos sobre materiales silíceos (granitos, lhem granítico) y en más raramente sobre al- gunas rocas metamórficas (cuarcitas y gneises). Ócrico Presentan contenidos bajos de materia orgánica, por lo que su color es más claro que los anteriores, siendo frecuente la tonalidad «ocre», de donde deriva su nombre. Son propios de suelos cultivados. También se incluyen aquí aquellos horizontes que aun sien- do oscuros como para mólico o úmbrico, no cumplen el requisito de espesor demandado para estos últimos. Endopediones u horizontes de diagnóstico subsuperficiales Los procesos formadores que dan lugar a los endopediones son básicamente pro- cesos de traslocación o de una meteorización del material originario. Se han establecido 22 endopediones diferentes, si bien en el entorno mediterráneo los más frecuentes son: Cámbico, Cálcico, Petrocálcico, Hipercálcico, Argílico, Gypsico, Sálico, Álbico y Espódico. Cámbico Horizonte de alteración y corresponde con un B estructural (Bw), si bien no todos los Bw son cámbicos, ya que ha de cumplir una serie de requisitos relativos a espesor y contenido en minerales meteorizables. Cálcico Horizonte de acumulación de carbonato cálcico o cálcico y magnésico, con al me- nos 15 cm de espesor y más del 15% de carbonato cálcico equivalente. Se corresponde con los horizontes Bk y K, si bien no todos son de diagnóstico. Petrocálcico Horizonte cálcico que ha sufrido una cementación y no puede ser muestreado sólo con la ayuda de un cuchillo. Horizontes Bkm, Km, Ckm. Argílico Horizonte de acumulación de arcilla iluvial. Esta arcilla procede de horizontes su- periores y ha descendido arrastrada por el agua. Exige de una descarbonatación previa 48 RAMÓN BIENES ALLAS para que pueda darse este proceso, por lo que la presencia de este horizonte evidencia un grado elevado de evolución del perfil del suelo. Su presencia caracteriza a uno de los órdenes de la Soil Taxonomy, los Alfisoles. Gypsico Horizonte de acumulación de yeso. Se corresponde con los horizontes Bwy y By. EL PERFIL DEL SUELO: FORMACIÓN Y CLASIFICACIÓN 49 Foto 9 Prisma de un horizonte argílico. Madrid (R. Bienes). Foto 10 Horizonte de acumulación de yeso vermiforme (R. Bienes). Álbico Horizonte fuertemente eluviado como consecuencia de haber emigrado la arcilla a horizontes inferiores. Presenta unas tonalidades claras del color de la arena o limo resi- duales. Se corresponde con el horizonte E. Espódico Es un horizonte de acumulación iluvial de materia orgánica o de materiales amor- fos, o aluminio (con o sin hierro). Sólo se forman bajo climas muy húmedos capaces de iluviar la materia orgánica y los óxidos de hierro. Su presencia caracteriza a uno de los órdenes de la Soil Taxonomy, los Espodosoles. Horizontes Bh, Bs y Bhs. CLASIFICACIÓN DE LOS SUELOS. SOIL TAXONOMY La Soil Taxonomy es, junto con la clasificación de la FAO, las dos clasificaciones más importantes y de uso extendido. Los niveles de esta clasificación son los siguientes: 1. Orden. 2. Suborden. 3. Gran grupo. 4. Subgrupo. 5. Familia. 50 RAMÓN BIENES ALLAS � �Formación del suelo Tiempo Erosión R A C R A C R A Bw C A Bw Cca A Bt Cca A Bt Cca A Bt CCa Btca A Bt Btca Cca A E Bt Cca A E Bt Cca A Bt Cca A Bt Cca A CcaA Cca CCR � Figura 11. Esquema representando en la parte superior la evolución y desarrollo del perfil del suelo, y en la parte inferior el truncamiento por la acción de la erosión (elaborado por R. Bienes). 6. Serie. 7. Tipo. Como es lógico, el nivel de detalle es creciente conforme descendemos de nivel. Los ordenes constituyen la primera subdivisión y están basados en hacer constar aque- lla característica más importante de los suelos, como es la presencia de un tipo u otro de horizonte de diagnóstico. El suborden recoge información básica sobre la fluctuación de una determinada pro- piedad relacionada con la génesis del suelo (textura, materia orgánica, etc.) a lo largo del perfil del suelo. El nivel de Gran grupo incorpora información de la zona, tal como el clima actual, en especial la presencia de períodos secos y/o húmedos, y la magnitud de los mismos, ya que no hay que olvidar que el agua es uno de los agentes de mayor repercusión en la formación de un suelo. El subgrupo añade información que puede ser importante en cuanto al manejo o ap- titud de un suelo concreto, tal como el grado de encharcamiento del mismo y la profun- didad a la que tiene lugar, espesor del suelo, etc. El nivel de familia establece subdivisiones dentro de un subgrupo en función de la textura de la sección de control del suelo, es decir, tanto del horizonte superficial como subsuperficial, y que será la responsable de la capacidad de retención de la humedad, porosidad, penetrabilidad de las raíces, etc. También se considera aquí la presencia de gravas en dicha sección de control. Por tanto, vemos que los criterios considerados son de orden exclusivamente agronómicos. Los niveles de serie y Tipo, son ideales para predecir la producción de cosechas, ya que se consideran aspectos tales como la textura superficial o el pH del horizonte A, etc. Es muy infrecuente el empleo de estos niveles dado la enorme cantidad de trabajo de campo y laboratorio necesario para ello (alta densidad de observaciones y muestreos con análisis). Por lo general, no suele pasarse del nivel de familia o del de subgrupo. El moti- vo reside en lo costoso que resulta. A continuación hacemos constar un breve resumen de los principales grandes gru- pos de suelos presentes en España (tomado de M. Nieves 1999 y actualizado con última versión Soil Taxonomy 2006): EL PERFIL DEL SUELO: FORMACIÓN Y CLASIFICACIÓN 51 Orden Suborden Gran grupo 1. Con espódico SPODOSOLS ORTHODS Hapolorthods 2. Con caracteres vérticos VERTISOLS XERERTS — Con cálcico o petrocálcico Calcixererts — Otros Haploxererts 52 RAMÓN BIENES ALLAS 3. En clima árido o con sálico ARIDISOLS a) Con un gípsico o petrogípsico GYPSIDS 1. Con cálcico Calcigypsids 2. Con petrogípsico Petrogipsids 3. Otros Haplogypsids b) Con argílico ARGIDS 1. Con cálcico Calciargids 2. Otros Haplargids c) Con cálcico CALCIDS Haplocalcids d) Otros CAMBIDS Haplocambids 4. Con argílico ácido (desaturado) ULTISOL a) Con materia orgánica en A HUMULT Palehumult b) Otros XERULT Palexerult 5. Con horizonte superficial mólico MOLLISOL a) Con hidromorfismo AQUOLLS b) Sobre material calcáreo en zona húmeda o fría pero sin argílico ni nátrico RENDOLLS c) En zona seca XEROLLS 1. Con cálcico Calcixerolls 2. Otros Haploxerolls d) En zona húmeda UDOLLS 1. Con argílico Argiudolls 2. Otros Hapludolls 6. Con argílico o nátrico no ácidos (no desaturados) ALFISOL a) Con hidromorfismo AQUALF 1. Con nátrico Natraqualfs 2. Con cambio textural brusco Albaqualfs 3. Otros Endoqualfs b) En zona seca XERALF 1. Con nátrico Natrixeralfs 2. Con argílico rojo Rhodoxeralfs 3. Con argílico potente o cambio textural brusco Palexeralfs 4. Otros Haploxeralfs Orden Suborden Gran grupo EL PERFIL DEL SUELO: FORMACIÓN Y CLASIFICACIÓN 53 c) En zona húmeda UDALF 1. Con argílico potente o cambio textural brusco Paleudalfs 2. Otros Hapludalfs 7. Con úmbrico, mólico, cámbico, cálcico, petrocálcico, gípsico o sodio intercambiable (≥ 15%) INCEPTISOL a) Con hidromorfismo AQUEPTS 1. Con % Na ≥ 15 Halaquepts 2. Con úmbrico o mólico Humaquepts 3. Otros Endoquepts b) En zonas frías CRYEPTS 1. Con úmbrico o mólico Humicryepts 2. Con cálcico Calcicryepts 3. Suelos ácidos (desaturados) Dystrocryepts c) En zona seca XEREPTS 1. Con cálcico Calcixerepts 2. Saturación de bases < 60% Dystroxerepts 3. Otros Haploxerepts d) En zona húmedaUDEPTS 1. Sin carbonatos pero saturación de bases > 60% Eutrudepts 2. Otros Dystrudepts 8. Sin horizontes de diagnóstico ENTISOL a) Con hidromorfism AQUENTS 1. influido por arroyadas Fluvaquents 2. Arenoso Psammaquents 3. Otros Endoaquents b) Con fragmentos de horizontes de diagnóstico PSAMMENTS 1. En zona árida Torripsamments 2. Rico en cuarzo Cuartzipsamments 3. En zona seca Xeropsamments c) Influido por arroyadas FLUVENTS 1. En zona seca Xerofluvents 2. En zona árida Torrifluvents 3. En zona húmeda Udifluvents Orden Suborden Gran grupo BIBLIOGRAFÍA ARNOLD R.W., 1983. Concepts of soils and pedology. En: Wilding L.P., Smeck N.E., Hall G.F., eds. Pedogenesis and soil taxonomy. I: Concepts and interactions. Chapter 1. Editorial Elsevier, New York. pp. 1-21. BRADY N.C., 1990. The nature and properties of soils. 10th edition. MacMillan Publ. Co., New York, NY. 750 pp. BUCKMAN H., BRADY N., 1970. Naturaleza y propiedades de los suelos. Ed. Omega, Barcelona. BUOL S.W., HOL F.D., MCCRACKEN R.J., 1986. Génesis y clasificación de suelos. Editorial Tri- llas, S.A. de C.V. México. CAMPBELL C.A., 1978. Soil organic matter (Schnitzer M., Khan S.U., eds). 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Washington. 54 RAMÓN BIENES ALLAS d) Otros ORTHENTS 1. En zona fría Cryorthents 2. En zona árida Torriorthents 3. En zona seca Xerorthents 4. En zona húmeda Udorthents Orden Suborden Gran grupo
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