La Biología de la Fertilidad del Suelo:
La fertilidad del suelo es un factor esencial que influye directamente en la productividad agrícola y en la sostenibilidad de los ecosistemas terrestres. Comprender los elementos que contribuyen a esta fertilidad, como la composición mineral, la materia orgánica, la estructura del suelo y la actividad biológica, es fundamental para implementar prácticas de manejo que promuevan su conservación y mejoramiento.
En este blog, exploraremos en profundidad los componentes y procesos que determinan la fertilidad del suelo, proporcionando información valiosa para agricultores, investigadores y cualquier persona interesada en la salud del suelo y la producción sostenible de alimentos.
1. ¿Que es el suelo?
El suelo es el medio natural que está compuesto por materiales sólidos (entre los que se incluyen minerales y materia orgánica), líquidos y gases y es el hábitat de todo tipo de seres vivos: líquenes, musgos, plantas, microorganismos y también otros animales más grandes.
La definición de suelo según Soil Survey Staff, 1999; está a ligada a una o ambas de las siguientes características: “Presenta horizontes o capas que se originaron a partir de un material inicial como resultado de transformaciones, pérdida, adiciones y transferencias de energía y materia o por la capacidad de dar soporte a plantas en el ambiente natural”.
La definición tradicional de suelo concreta que el suelo es el medio natural para el desarrollo de plantas terrestres ya sea que tenga o no horizontes discernibles (Claves para la Taxonomía de Suelos, ed 2014). Aunque no hay que olvidar que se trata de un medio poroso biológicamente activo, ya que no solo hay materia inorgánica, sino que en él también se encuentran elementos como humus y seres vivos.
EDAFOLOGíA
… es la disciplina científica que se encarga de estudiar, evaluar, comparar y determinar la composición, estructura y dinámica de los suelos, considerando tanto su origen como su evolución a lo largo del tiempo.
A través del análisis de sus propiedades físicas, químicas y biológicas, la edafología permite comprender el papel fundamental que juega el suelo en los ecosistemas y en la producción agrícola.
Esta disciplina está estrechamente relacionada con otras ciencias, como la geología, la hidrología y la ecología
2. ¿Que forma el suelo?
El suelo es un recurso natural complejo que se forma a lo largo de miles o incluso millones de años, resultado de la interacción de diversos factores como el clima, los organismos vivos, el material parental, el relieve y el tiempo. Este proceso, conocido como pedogénesis, transforma las rocas y minerales en un sistema dinámico compuesto por partículas sólidas, agua, aire y materia orgánica.
Cada uno de estos elementos contribuye a la estructura, composición y fertilidad del suelo, haciendo de él un componente esencial para el desarrollo de ecosistemas terrestres, la producción agrícola y la regulación de ciclos biogeoquímicos. Entender cómo se forma el suelo nos permite valorar su importancia y gestionar su uso de manera sostenible.
Entre sus componentes encontramos:
Minerales, que dependen, principalmente, de las características de la roca madre. Entre ellos se encuentran: el fósforo, el potasio, el calcio y el magnesio.
Materia orgánica. Originada por la descomposición de vegetales y animales muertos. La materia orgánica y el humus almacenan muchos nutrientes del suelo. La vegetación, el clima, la textura del suelo, el drenaje y su laboreo son los puntos que determinarán la cantidad de material orgánica presente en un suelo.
Agua y aire. Estos elementos ocupan los poros del suelo, que son aquellos espacios entre las partículas y que dependen de la forma y tamaño de estas. La cantidad y el tamaño de estos componentes determinan en gran medida la presencia de microorganismos y organismos vinculados a ese suelo. Además, la combinación de estos factores va a determinar la facilidad de las plantas por captar agua, así como la aireación y la captación de minerales.
Microorganismos. Tienen un papel muy importante en este medio, ya que no solo utilizan la materia orgánica, sino que también realizan funciones como descomposición de nutrientes, contribuyen a la reutilización de la materia orgánica, favorecen la aireación y el almacenaje del agua. También hay otros organismos como los nemátodos.
La erosión de los suelos es un problema medioambiental asociado al uso indiscriminado de productos químicos en la agricultura
3. Horizontes del Suelo: Sistemas de Clasificación.
La identificación y designación de los horizontes constituye uno de los procesos esenciales en el estudio y clasificación de los suelos.
Estos horizontes, que representan capas con características físicas, químicas y biológicas únicas, son clave para entender la formación, evolución y funcionamiento de los suelos. Para describirlos y diferenciarlos, se emplea un sistema de nomenclatura que combina letras y números, permitiendo una representación precisa y universal de sus particularidades.
Los horizontes pueden clasificarse en dos grupos generales: Horizontes genéticos y Horizontes de diagnóstico.
Horizontes Genéticos del Suelo.
Los horizontes genéticos reflejan los procesos naturales que dieron lugar a su desarrollo a lo largo del tiempo. Estos procesos incluyen la acumulación de materia orgánica en la superficie, la lixiviación de nutrientes y minerales hacia capas más profundas, la meteorización química y física de las partículas del suelo, y la transformación de los minerales primarios en compuestos secundarios.
A través de estos horizontes se describe el perfil completo del suelo, proporcionando información sobre su historia y las condiciones ambientales que lo afectaron. A diferencia de los horizontes de diagnóstico, que se utilizan para clasificaciones más estandarizadas y técnicas, los horizontes genéticos son interpretativos y pueden ser algo más subjetivos, ya que dependen de la observación y análisis del perfil del suelo.
Por este motivo, a menudo se emplean indistintamente los términos «horizontes» o «capas» para referirse a ellos, resaltando su naturaleza descriptiva y su capacidad para revelar los procesos dinámicos que dan forma al suelo.
Horizonte O: Su principal componente es la materia orgánica descompuesta. En algunos casos pueden estar saturados con agua.
Horizonte A: Aún puede presentar materia orgánica en su composición, en él se enraíza la vegetación herbácea. Es un horizonte que se localiza en la superficie o bajo el horizonte O. Los suelos que han sufrido una transformación antropogénica se denominan Horizonte A.
Horizonte L: Predominan los materiales, tanto orgánicos como inorgánicos, procedentes de la precipitación de la capa superior.
En esta capa es importante la acción de los organismos acuáticos como algas, diatomeas o plantas acuáticas.
Horizonte B: También conocido como zona de precipitado, se deduce que su composición depende del horizonte superior.
Tiene un color más claro debido a una menor proporción de humus. Algunos de los elementos que pueden presentar son materiales arcillosos, óxidos e hidróxidos metálicos, etc.
Horizontes C: Es una capa poco afectada por los procesos de formación del suelo (pedogénesis, edafogénesis). Su composición es principalmente de origen mineral.
Horizonte R: Es la roca madre consolidada.
Horizontes de Diagnóstico del suelo.
Los Epipedones se localizan en la parte superior del perfil del suelo y suelen contener materia orgánica y nutrientes esenciales, mientras que los Endopedones, ubicados en capas más profundas, reflejan procesos como la acumulación de arcillas, sales, óxidos o carbonatos, desempeñando un papel crucial en la evaluación de la capacidad del suelo para soportar diferentes usos y funciones.
Endopedones
Horizontes subsuperficiales
Asociado a la actividad agrícola. Contine limo, arcilla y humus.
Formado por eluviación. Tiene color blanquecino y meteriales álbicos.
Se caracteriza por acumulación de arcillas silicatadas, resultado de la iluviación.
En su composición predomina el carbonato cálcico y/u otros carbonatos.
Textura arenosa. Espesor entre 15 y 25 cm. Contenido, generalmente, bajo en carbonatos (ya que este lo encontraremos en el horizonte subyacente, el horizonte cálcico).
Su contenido depende de las alteraciones fisicoquímicas que se producen en un horizonte argílico, kándico o nátrico.
Presenta yeso secundario en su composición. Este, puede acumularse uniformemente o en gravas o cantos.
Continuo a un horizonte de textura más gruesa.
Presenta una cantidad significativa de sodio. Es un tipo de horizonte argílico.
Contiene materiales del horizonte espódico, con una capa cementada.
Apariencia cementada y endurecida, con acumulaciones de carbonato cálcico secundario y otros carbonatos.
Cementado o endurecido. Espesor mínimo de 10 cm.
En su composición puede presentar hierro y/o manganeso, así como materia orgánica.
Acumulación de sales que son más solubles que el yeso.
Depende del drenaje libre de los suelos minerales. No es muy frecuente en la península ibérica.
Presenta materiales con una alta carga de pH, así como una elevada retención de agua y sustancias iluviales de materia orgánica y Al, con o sin Fe.
Epipediones
Horizontes superficiales
Superficial. Principalmente materia orgánica. Saturado de agua, menos de 30 días.
Está saturado de agua durante más de 30 días o drenado artificialmente.
Color oscuro por el alto contenido en materia orgánica proveniente de la descomposición de raíces de gramíneas.
Oscuro, composición media-alta de material orgánica y alta saturación con bases.
Suele ser delgado, seco y con bajo contenido en carbono orgánico.
Tiene similitud con el Móllico, pero en este caso, el porcentaje de saturación con compuestos básicos es mayor del 50%.
Originado por la actividad humana. Suele presentar similitudes con el epipedión móllico.
Capa superficial con origen antropogénico. Espesor superior a 50 cm. Puede contener, paja, ladrillos, cerámica, etc.
4. Tipos de suelos: Taxonomía de suelos del USDA.
La clasificación de suelos de USDA, se publicó por primera vez en 1975. Este sistema sigue un orden jerárquico en el que recoge los tipos de suelo en doce categorías.
Aunque el objetivo principal de este documento era tener un registro taxonómico de los suelos de EE.UU., actualmente se considera un sistema de referencia mundial para clasificar todos los suelos del mundo.
Este tipo de suelos suele asociarse a los bosques caducifolios, y podemos encontrarlos tanto en regiones templadas y fías como subtropicales y tropicales. Estos suelos están destinados a actividades agrícolas, de pastoreo y forestales. Se caracterizan por la presencia de nutrientes importantes en el horizonte C, lo cual se asocia a la capacidad de fertilidad del suelo. A veces se ha visto problemas de fijación de potasio y amono asociados a cantidades de arcilla illítica en este tipo de suelos.
Están formados sobre materiales volcánicos. Se localizan en Japón, Indonesia, Australia, Sudamérica, Nueva Zelanda, América Central, etc.
En su composición destacan la cantidad de complejos alumúnicos-húmicos, alófano, imogolita o ferrihidrita. Son suelos con mucho vídrio volcánico, con alta capacidad de retención de fosfatos.
El agua disponible es limitada, lo cual afecta a la vegetación existente. Generalmente presenta una superficie desnuda y con gravas. El uso agrícola se ve limitado por estas características, aunque con irrigación podría solventarse este problema. En cuanto a su contenido, bajos niveles de nitrógeno (por el bajo contenido en materia orgánica).
Poca o ninguna evidencia de horizontes pedogenéticos, generalmente esto se debe por falta de tiempo para su desarrollo o por la presencia de fuertes pendientes en las que la erosión es predominante. Un rasgo importante de este tipo de suelos es su naturaleza mineral.
Una de las características más notorias de estos suelos es la presencia de una capa superficial denominada Permafrost, la cual permanece a temperaturas bajo 0ºC por más de dos años consecutivos.
Suelos con gran cantidad de materia orgánica (más del 50% de su volumen), como pantanos, ciénagas, turbas, etc. Es común la saturación total o parcial del agua, durante la mayor parte del año. Dada esta característica, la vegetación asociada está constituida por plantas acuáticas o tolerantes a excesos de agua.
Pueden ser suelos usados para el cultivo, pero previamente deben ser drenados, aunque esto en muchos casos se asocie a una oxidación y asentamiento del suelo. Este tipo de suelos son útiles para la producción de hortalizas como cebollas, patatas, zanahorias, etc.
Son suelos poco alterados cuyos rasgos se asemejan mucho a la naturaleza de la roca madre original.
Su localización es variada, pueden ir desde las regiones ecuatoriales a la tundra. En este tipo de suelos el drenaje es muy variable, aun así, los poco drenados pueden usarse para el cultivo una vez drenados.
Son suelos ricos en materia orgánica y, por ende, presentan tonos oscuros. Los podemos encontrar en el Norte de América, Europa, Asia y Sud América. Están asociados a las prácticas agrícolas, en concreto para el cultivo de cereales y soja.
En ellos predominan los tonos amarillos y rojizos. Se localizan en regiones tropicales y subtropicales. Se desarrollan sobre superficies muy estables que presentan alteración en capas profundas, aunque hay diferencias significativas en base a esta profundidad.
Presentan una alta resistencia a la erosión cuando son cultivados y una permeabilidad relativamente rápida. Aunque presentan algunas características favorables para la práctica agrícola, la mayoría son suelos que se consideran de baja productividad para los cultivos, pero con el uso de técnicas modernas, fertilizantes, pesticidas, etc pueden dar buenos resultados.
La mayoría presentan un horizonte donde hay mezcla de materias orgánica y óxidos de aluminio y hierro que se han acumulado por iluviación, este es el horizonte espódico. Son suelos ácidos y pobres en arcillas silicatadas que se encuentran en climas fríos, húmedos, intertropicales cálidos y húmedos. La vegetación asociada son las coníferas, en general, con materia orgánica de lenta descomposición. Los Espodosoles están relacionados con prácticas agrícolas, ganaderas y forestales.
Predomina una coloración rojiza. La mayor parte de las bases liberadas por el movimiento del agua, son retenidas por la vegetación o se acumulan en las capas más superficiales del suelo. Son suelos asociados a una vegetación de bosques de coníferas o latifoliadas, y a un clima cálido-húmedo donde hay estaciones que marcan cambios en las precipitaciones.
Por lo general son suelos con un alto grado de alteración y evolución, son buenos para la agricultura, pero solo durante los primeros años (que es cuando presentan mayor cantidad de reservas de nutrientes), tras estos primeros años se recomienda el uso de abonos o fertilizantes. Los ultisoles tienen una fuerte dependencia a la vegetación conífera y latifoliada, ya que estás mantienen la fertilidad de las primeras capas extrayendo con sus raíces los nutrientes de capas más profundas.
Se trata de suelos arcillosos, que pueden presentar manchas y grietas. Morfológicamente variables en cuento a coloración (lo hay tanto oscuros como pálidos), así como de humedad y saturación en bases. La mayoría están asociados a un régimen térmico cálido y tienen importancia en el uso agrícola de los suelos, ya que su capa superficial (mulch) determina si la siembra va a ser más o menos difícil de preparar.
