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TEMA 2. MORFOLOGÍA DEL SUELO
R. JIMÉNEZ BALLESTA
Es conveniente leer las guías FAO, La clasificación FAO
(Worl Reference) y la Taxonomia Americana (Keys Soil
Taxonomy)
(se encuentran en la pagina del profesor)
INTRODUCCIÓN
En Edafología, contrariamente a lo que sucede en otras Ciencias Naturales, un individuo-suelo, cambia en sus márgenes de una forma continua hacia otros individuos-suelo. De modo que el suelo no tiene unos límites claros y definidos. Para solucionar este problema se definió el “edafon”, (Soil Taxonomy, USDA = United States Department of Agriculture) como la unidad mínima de suelo. Esto es, el más pequeño volumen que puede ser llamado suelo. Representa el límite arbitrario entre el suelo y el no suelo y es comparable en muchos aspectos a la celdilla unidad de un cristal. Las dimensiones laterales del edafón han de ser lo suficientemente grandes para que permitan estudiar la naturaleza de cualquier horizonte, (aunque sea de espesor variable, o incluso discontinuo); las dimensiones verticales han de corresponder a todo el suelo. Su forma es semejante a un prisma hexagonal, y su área basal varía desde uno a diez metros cuadrados, dependiendo de la variabilidad del suelo. El perfil del suelo queda representado por una cualquiera de las caras verticales de este edafón.
DESCRIPCIÓN DE SUELOS. EL PERFIL DEL SUELO
La formación y evolución del suelo bajo la influencia de los distintos factores ecológicos, conducen a la formación y diferenciación de estratos sucesivos, de textura, de estructura, de color, etc. diferentes, llamados horizontes. Estos horizontes son genéticos, disponiéndose como unas capas paralelas a la superficie topográfica del suelo. Se diferencian unos de otras tanto en sus
características morfológicas como en su composición química, física, biológica y/o mineralógica.
El conjunto de horizontes recibe el nombre de perfil, que corresponde a una de las caras del edafón.
El sustrato geológico, roca madre o material originario, en su descomposición por los factores climáticos y biológicos, dan lugar a una mezcla de constituyentes; los elementos solubles y coloidales se pueden desplazar de un horizonte a otro, quedando unos empobrecidos y otros enriquecidos. De forma que se produce la diferenciación de horizontes y desarrollo del perfil con el tiempo.
Un perfil se obtiene, así pues, mediante un corte vertical del suelo que muestra una serie de zonas dispuestas horizontalmente.
Si suponemos hipotéticamente un material (por ejemplo en forma de cubo) dentro de la corteza terrestre, de modo que se encuentra totalmente tapado, debería por lo tanto estar en equilibrio. Si se desplazara de modo que una de las caras en contacto con la superficie, por la acción de agentes meteorológicos o de los seres vivos, se perdería la situación de equilibrio y comenzaría un cambio físico, químico, biológico e incluso mineralógico. Primero se inicia una lenta desintegración que va aumentando con el tiempo. Si realizáramos un corte hipotético al cubo, observaríamos una serie de horizontes, que en su parte inferior seria no alterada. Ese corte o perfil corresponde al equilibrio dinámico, indicando un periodo de madurez.
Los suelos adquieren así un carácter anisótropo, es decir, que ofrecen diferentes propiedades cuando se examina o ensaya en diferentes direcciones. Justamente la anisotropía la muestra el perfil. Sin embargo a veces existe confusión, por la dificultad en la designación de horizontes derivados de materiales litológicos ya de por si anisótropos como, por ejemplo, ciertos depósitos de arenas y arcillas.
El perfil lo consideramos, por tanto, como el resultado de la prolongada actuación de las fuerzas que intervienen en la formación del suelo, ya que la naturaleza de los horizontes y la intensidad de su desarrollo dependen de factores como la composición del material madre, tiempo de interacción de los procesos formadores, clima, manto vegetativo y topografía.
En el perfil del suelo se pueden encontrar dos zonas:
- Zona de eluviación o empobrecimiento , que es la zona desde la que se producen las migraciones/translaciones de sustancias. - Zona de iluviación o enriquecimiento , que es la zona a la que llegan las sustancias provenientes de la zona de eluviación.
Para entender esto simplemente basta con tomar en consideración el efecto de la lluvia. Cuando llueve, el agua lava la parte superior del perfil arrastrando las sustancias por disolución, suspensión coloidal o simple arrastre mecánico. Posteriormente, si las condiciones lo permiten, éstas se depositan en la zona de iluviación.
Sin embargo, a veces se produce una inversión, como ocurre en las zonas desertas, en las que aparecen suelos salinos. Si además existe capa freática, por una evaporación superior a la precipitación, el agua asciende y arrastra sustancias, con lo que el suelo queda enriqueciendo en su parte superior con estas sustancias. En España esto ocurre en algunas zonas de La Mancha, en el Valle del Ebro, etc. Se pueden apreciar durante el verano pues aparecen eflorescencias salinas, mientras que en otoño/invierno tienden a desaparecer por las lluvias.
En relación con la exposicón vertical de los horizontes de un suelo individual se definen algunos términos:
Recordemos que EDAFÓN: es el volumen más pequeño que puede ser reconocido como suelo individual. El conjunto de edafones contiguos con características similares, forma el " polipedón" que constituye una unidad de suelo para la clasificación y cartografía.
El estudio del suelo implica su observación en varias escalas:
¿De dónde se extrae la información sobre morfología de suelos?
- De Calicatas y
- De Sondeos con barrena
NOMENCLATURA Y DESIGNACIÓN DE HORIZONTES
En la designación de los horizontes del suelo se utilizan tres tipos de símbolos: letras mayúsculas, letras minúsculas y números arábigos. Las letras mayúsculas se utilizan para designar a los horizontes, mientras que las letras minúsculas se emplean como subíndices de las mayúsculas, indicando algunas características específicas de los horizontes fundamentales; finalmente los números se utilizan bien como sufijos (indicando subdivisiones verticales de un mismo horizonte), o bien como prefijos (indicando discontinuidades litológicas).
a) Concentración iluvial de arcilla, hierro, aluminio, humus, carbonatos, yeso, o sílice, solos o en combinación. b) Evidencia de eliminación de carbonatos. c) Concentración residual de sesquióxidos. d) Revestimientos de sesquióxidos que hacen que el horizonte posea visiblemente pureza menor, intensidad mayor o matiz más rojo que los horizontes subyacentes y suprayacentes. e) Alteración que forma arcillas silicatadas, libera óxidos o ambos y que forma estructura de suelo (prismas, bloques, gránulos…) f) Fragilidad
- C: se caracteriza por ser el material de partida desagregado, ( excluyendo roca consolidada), ocupando la parte superficial del material rocoso in situ. No han sido afectados por los procesos edafogénicos, careciendo de las propiedades de los horizontes O, A, E o B.
- R: es la roca madre dura a partir de la que se ha formado el suelo.
Horizontes de transición.
- Están situados entre dos de los horizontes descritos, de forma que sus propiedades se mezclan y resulta difícil inclinarse por uno de ellos. Se denominan por las letras de ambos, situando en primer lugar la correspondiente al horizonte al que más se parece. Los sufijos de los horizontes principales no se utilizan en la denominación del horizonte de transición y solo se aplica algún sufijo para indicar alguna característica presente en el conjunto de dicho horizonte. (AB, BA, BC, CB…)
Horizontes mezclados.
- Se utiliza este término para designar a aquellos horizontes situados entre otros dos principales que están interpenetrados de tal forma que resulta imposible la separación. El conjunto del horizonte constituye una mezcla del que le precede y le sigue. Se designan por las letras correspondientes a los horizontes principales, sin sufijos, separadas por una barra (/) y situando en primer lugar la correspondiente al horizonte
mayoritario en la mezcla. No se emplean sufijos en el conjunto. (A/B, B/A, C/B, B/C…)
Subhorizontes
Para un mayor conocimiento de los distintos horizontes se crean subhorizontes, que se designan con distintos símbolos, tales como:
- b : buried, que significa enterrado; se refiere a horizontes que han sido enterrados por capas de naturaleza distinta a la estudiada, posteriores a
la formación del suelo.
- c: símbolo que indica una acumulación significativa de concreciones o
nódulos cementados, enriquecidos en hierro, aluminio, manganeso o titanio.
- g : gley, símbolo que indica que el hierro ha sido reducido y eliminado durante la formación del suelo o que la saturación permanente lo ha preservado en forma reducida. Los horizontes con gleización poseen un
color que se debe al color del hierro reducido o al color de granos no recubiertos de arena y limo de los cuales el hierro ha sido eliminado.
- h: que indica que hay acumulación de materia orgánica. El símbolo se usa con el B para indicar la acumulación de complejos iluviales y amorfos de sesquióxidos y materia orgánica dispersables.
- k: que indica la acumulación de carbonatos alcalinotérreos, generalmente carbonato cálcico.
- m: que se emplea para indicar que el horizonte tiene una cementación continua o casi contínua, aunque puedan presentar fracturas. Tal horizonte es restrictiva para las raíces.
siguiendo en orden creciente de juventud. En el ciclo actual no se utiliza el prefijo por lo que el primer número utilizado será el "2". Estas diferencias de ciclo se conocen como discontinuidades litológicas y si existiese una entre dos horizontes con la misma denominación, se consideraran como uno solo a efectos de subdivisión (Bt1, Bt2, 2Bt3, 2C...).
Si seguimos criterios de autores o esculas antiguos, podemos encontrar alguna variante: La diversidad morfológica de los horizontes del suelo es de tal naturaleza que hay que recurrir a un sistema estricto de denominación; así se evita las confusiones a la hora de transferir información de unos autores a otros.
Los horizontes del suelo se designan por una letra mayúscula que indica el tipo genético. Se utilizan la H y la O para los horizontes orgánicos. A, E y B , para los horizontes minerales y C y R para las capas constituidas por el material original más o menos transformado.
Esa letra puede ir seguida de otra minúscula para indicar alguna característica importante pero no incluida en la definición de la mayúscula correspondiente.
La designación de horizontes ha variado según la época y según quien la propone. Se les designa por medio de letras y, generalmente, se distinguen dos partes:
-Una orgánica, superficial, que contiene un porcentaje de materia orgánica considerable (mayor del 10-20%, según autores); presenta un color oscuro, negruzco.
-Una mineral, subsuperficial, con un contenido en materia orgánica menor (10-20%), formada predominantemente por materiales minerales. Tienen color pardo, amarillento, rojizo etec.
Siguiendo la terminología de los antiguos edafólogos forestales , bajo un hipotético bosque, encontraríamos los siguientes horizontes:
Horizontes orgánicos:
- Horizonte Aoo, es un horizonte de superficie, generalmente formado por una capa delgada de restos vegetales fácilmente identificables, ya que no han perdido ningún carácter de la morfología que tenían en la planta. Otros lo conocen como O1.
- Horizonte Ao , también conocido como O2 está constituido por dos partes:
- Capa F (de fermentación), es la capa superior, que está compuesta por restos vegetales sin la morfología propia de la planta.
- Capa H (de humificación), es la capa inferior, normalmente muy oscura, no hay
estructura vegetal ya que ha sufrido un proceso de descomposición biológica fundamental que ha originado complejos arcillo-húmicos que le dan estabilidad, por lo tanto el humus es su principal componente.
Hoy día, estos horizontes se les denomina H si están saturados permamentemente o casi permanentemente por agua. Se denominan O si no están saturados por agua nada más que unos días al año.
Horizontes minerales:
- Horizonte A constituido por mezcla de parte mineral y parte orgánica (generalmente menor del 10% ) de color oscuro o negruzco. Predomina la parte mineral que está asociada a la materia orgánica.
- Horizonte E, muestra los efectos máximos de eluviación, con lo que hay una menor proporción de materia orgánica, arcilla y sexquióxidos de Fe y/ Al que en el horizonte inferior, manifestándose una concentración en minerales resistentes (como cuarzo) que proporcionan un color blancuzco..
- Horizonte B situado debajo de los anteriores pudiendo ser de diversos tipos según sea de alteración, de acumulación y el grado de la misma:
- Horizonte B estructural , procede de la alteración de la roca madre por alteración química de la que difiere precisamente por la alteración sufrida, que depende de la agresividad de los agentes hidrológicos. También se le conoce como horizonte de color porque al alterarse los minerales hay liberación de óxidos de hierro que le tiñen.
- Horizonte B iluvial , fundamentalmente de acumulación de arcilla iluviada ( B textural).
Pero también se pueden acumular, materia orgánica, carbonatos, sulfatos, sales solubles. sexquióxidos, etc.
- Horizonte Bg de gleización, que se encharca facilmente, con empobrecimiento de oxígeno, siendo por tanto propicios para que se produzcan fenómenos anaeróbicos.
- Horizonte C que tiene prácticamente la misma composición que el material originario del suelo, del que procede por alteración física.
- Horizonte R se trata de la roca madre sin alterar.
Hace tiempo se distinguían otros horizontes (hoy en desuso):
- Horizonte D que puede estar por debajo de C y formado por material que no aporta nada al suelo, pero que por sus caraterísticas físicas (permeabilidad,...) influye en él. Es un estrato subyacente.
1. Color:
El color es muy variable y no es un propiedad frívola, como podría parecer. Proporciona numerosas claves sobre la formación del suelo y de su comportamiento. Se identifica mediante las tablas Munsell (ver el tema de propiedades físicas)
2. Textura.
La textura es la forma en la que se distribuyen por tamaños las partículas del suelo. Puede estimarse en el campo.
3. Porosidad.
Informa acerca del volumen total de poros, de la existencia de macroporos continuos o del valor de la microporosidad. Puede obtenerse mediante la observación de la micromorfología, acompañada de una correcta micromorfometría.
- Rasgos de origen biológico.
Describe la presencia de restos procedentes de la metamorfosis, galerías u otro rasgo indicador.
- Actividad humana.
Hace notar cualquier modificación que se observe en el suelo por efecto de la actividad humana, diferente del cultivo habitual del mismo, (escombros, basuras etc.)
6. Estructura.
Es el modo en el que se agrupan las partículas. Se debe distinguir: morfologia de los agregados, su grado de desarrollo y el tamaño. Algunas estructuras comunes son:
Estructura grumosa o migajosa.
Estructura granular.
Estructura subpoliédrica o subangular.
Estructura poliédrica o angular.
Estructura prismática.
Estructura columnar.
7. Consistencia.
Es la trabazón o coherencia entre las partículas del suelo. Varía según el estado de humedad por lo que conviene determinarla con el suelo seco, húmedo y mojado.
Consistencia en seco.
En su descripción se utilizan unos términos preestablecidos a los que suele añadirse algún adverbio de cantidad para indicar la intensidad del término utilizado.
Consistencia en húmedo.
Consistencia en mojado.
- Adherente
- Plástico
- Tixótropo
- Rasgos edáficos.
Son detalles que se destacan en un horizonte , como unidades discretas incluidas en la masa del suelo, identificables por una concentración en un determinado componente o por una estructura diferente. Se originan en los procesos edafogenéticos por lo que gozan de una gran importancia.
Hay dos tipos principales:
- Revestimientos o cútanes.: Son acumulaciones de material que tapizan los agregados o los poros del suelo. Este tapizado atenúa la rugosidad y cuando es grueso puede dar lugar a una superficie brillante.
- Nódulos: Son cuerpos tridimensionales de sustancias extrañas a la matriz del suelo y que están incrustados en ella. Provienen de una acumulación de material que ha venido en un vehículo acuoso y que al cambiar las condiciones detiene su movimiento por floculación, precipitación o insolubilización, con o sin cristalización posterior.
- Cementación.
Los suelos se pueden formar sobre estratos diferentes, preexistentes a la formación de horizontes edáficos. Estos se superponen a las capas anteriormente formadas y ofrecen estructuras varias, de manera que la interpretación resulta difícil, a veces.
Determinados suelos se forman allí donde un suelo fósil ó paleosuelo se encuentra, el cual hace de roca madre, siendo difícil distinguir caracteres atribuidos a la edafogénesis antigua y nueva.
Otros suelos se forman sobre rocas madres heterogéneas, confundiéndose perfiles edáficos con geológicos, caso de los denominados perfiles complejos.
En determinados casos la superposición de capas sucesivas simula en la roca madre la formación de horizontes edáficos, dando la impresión de ser un suelo muy evolucionado, mientras que realmente es muy joven y por lo tanto no habrá horizontes edáficos; se tratará de pseudoperfiles.
Inversamente un perfil poco evolucionado puede estar modificado, no siendo visible la sucesión normal de horizontes, ya que la erosión puede haber intervenido. Son perfiles truncados.
El estudio del perfil y en definitiva de los horizontes es el camino que puede darnos el conocimiento de la génesis y desarrollo del suelo, a la vez que sirve de identificación del mismo. Este estudio debe culminarse con los análisis químicos, físicos, biológicos y/o mineralógicos de laboratorio.
El grado de desarrollo de un perfil de suelo se usa como medida cualitativa de cambio, de aquel que ha tenido lugar en la roca originaria. Ahora bien, el ranking es relativo a la escala, que se basa en el diagnóstico de las propiedades de una secuencia. Birkeland distingue:
- Un débil desarrollo del perfil de suelo: AC ó ABC
- Moderado a fuerte desarrollo del perfil de un suelo: AEBC, donde B puede ser argílico, nátrico, espódico u óxico.
HORIZONTES DIAGNÓSTICO
La nomenclatura ABC descrita se fundamenta en criterios genéticos cualitativos, lo que provoca ciertas disparidades de uso. Para evitar este inconveniente el Soil Survey Staff (USA) introdujo el concepto de horizontes y propiedades diagnósticos. Se utilizan fundamentalmente en clasificación del suelo.
Se entiende que un horizonte diagnóstico es un horizonte definido morfométricamente, incluyendo de forma precisa, datos de campo y de laboratorio. Otros caracteres diferenciantes que no son horizontes son las denominamos propiedades diagnósticas, que se definen de manera similar a la de los horizontes diagnósticos.
HORIZONTES
DE
DIAGNÓSTICO
Este tema se completa con una nutrida exposición de fotos de
suelos en seminario.
a) EPIPEDIONES
b) ENDOPEDONES
Móllico: buena estructura, oscuro Úmbrico: suelos ácidos Antrópico: transformado por la acción humana. Plággeno: acumulación de camas de ganado. Óchrico: de color ocre, horizonte pálido, poca materia orgánica. Hístico: acumulación de materia orgánica con saturación de agua.
Cámbico Álbico Argílico Espódico Cálcico Plácico Petrocálcico Cándico Hipercálcico Fragipan Glósico Óxico Gypsico Ágrico Hipergypsico Sómbrico Petrogypsico Sulfúrico Nátrico Duripán
