Es una ciencia joven que trata sobre el estudio del suelo. Aparece al final del siglo pasado, si bien se constituye como tal en la "IV Conferencia Internacional sobre Pédologie" celebrada en Roma en 1924 de la que nace la "Sociedad Internacional de Ciencia del Suelo", cuyo primer Congreso se celebra en Washington en 1927.

Su nombre viene del griego 'edaphos' que significa superficie de la tierra, en contraposición de "geos" que denomina al cuerpo cósmico. Estudia el suelo desde todos los puntos de vista: su morfología, su composición, sus propiedades, su formación y evolución, su taxonomía, su distribución, su utilidad, su recuperación y su conservación.

Los conceptos de suelo y tierra suelen prestarse a confusión, pero nosotros consideraremos como suelo a la "capa superior de la superficie sólida del planeta, formada por meteorización de las rocas, en la que están o pueden estar enraizadas las plantas y que constituye un medio ecológico particular para ciertos tipos de seres vivos".

Otra aceptación del concepto suelo es: mezcla más o menos suelta de pequeños fragmentos de roca y materiales de origen orgánico, junto con líquidos y gases en proporción variable de sus respectivos componentes, con una determinada capacidad productiva.

Al estudiar un suelo en particular deben tenerse en cuenta dos aspectos principales. Por un lado las características del lugar en que se encuentra y por otro las características especificas del suelo en si: composición, morfología y propiedades.

En este aspecto hemos de atender a cuatro puntos fundamentales:

3. Vegetación o uso de la tierra. En este apartado se describe el tipo de cultivo, en caso de la utilización, o la vegetación natural existente en el área, incluyendo, si es posible, una relación de las especies observadas y que puedan considerarse significativas. En este sentido debemos destacar la importancia de la vegetación para detectar algunas condiciones del suelo que no siempre se manifiestan en su morfología; así, la salinidad cuando no existen eflorescencias, puede predecirse por la presencia o ausencia de ciertas especies; también la presencia de hidromorfías temporales se pone de manifiesto por el tipo de vegetación o por la aparición de ciertas especies. La observación de especies acidófilas estrictas, calcícolas o calcífugas nos informan acerca del estado del complejo absorbente del suelo, incluso se citan algunas especies que son indicadoras de la presencia de ciertos metales pesados.

En este apartado se deben analizar los siguientes tópicos:

1. Horizontes:

La diversidad morfológica de los horizontes del suelo es de tal naturaleza que hay que recurrir a un sistema estricto de denominación, ello evita las confusiones a la hora de transferir información de unos autores a otros. El sencillo sistema de Dokutchaev ya no es válido para una complejidad semejante.

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. La 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. Cuando un horizonte principal muestre características diferentes a lo largo de su espesor, que no afecten a su denominación completa, incluyendo sufijos, puede dividirse en varios subhorizontes a los que se aplicará la misma denominación seguida de un número arábigo consecutivo y empezando con el "1" en el subhorizonte más superficial.

Cuando aparezca en un perfil más de un ciclo de formación, los horizontes correspondientes llevaran un prefijo constituido por un número arábigo consecutivo, considerando el ciclo actual como "1" y 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...).

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 mas 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.

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.

2. Color:

El color es muy variable y también muy importante. Hay que prestar mucha atención tanto a la matriz de los horizontes como a la presencia de manchas.

La característica principal de la formación de la parte mineral del suelo es la generación de arcilla. Todos los minerales esenciales que constituyen la fracción arcillosa son blanquecinos, pero no es ése el color habitual de las arcillas extraidas del suelo, la razón es la presencia de unas sustancias coloreadas y con un fuerte poder de tinción que se conocen como agentes cromógenos.

El color no es un propiedad frívola, como podría parecer, sino que nos ofrece numerosas claves sobre la formación del suelo y de su comportamiento. Por ello es necesario expresarlo con gran precisión para que pueda ser interpretado por personas diferentes de las que realizan su descripción.

3- Textura.

La textura es la forma en la que se distribuyen por tamaños las partículas del suelo. Su determinación ha de hacerse mediante el correspondiente análisis.

No obstante, en el campo puede apreciarse de forma indirecta formando una pequeña bola entre los dedos, con ayuda de una pequeña adición de agua si el suelo está demasiado seco. Del comportamiento de esa bolita puede deducirse el contenido en las diversasfracciones. Cuanto más moldeable es la bolita formada, mayor será el contenido en arcilla. La untuosidad o pegajosidad de la misma es un índice del contenido en limo. La arena se detecta por el ruido que hace al amasarla entr los dedos, cuanto mayor es el chirrido que se produce mayor será su contenido en arena.

Con cierta experiencia pueden distinguirse varios tipos texturales, pero lo más interesante es la comparación del comportamiento de los diferentes horizontes, para lo cual no es necesaria una gran experiencia sino una modesta capacidad de observación.

4- Porosidad.

La determinación de la porosidad suele hacerse por métodos indirectos como la permeabilidad, la relación entre las dos formas de determinar la densidad o la retención de agua. Pero todos ellos nos pueden informar acerca del volumen total de poros, de la existencia de macroporos continuos o del valor de la microporosidad. No nos ofrecen la forma en que se distribuyen los poros, ni su forma, ni su orientación.

Una evaluación correcta y fiel de la porosidad del suelo solo puede obtenerse mediante la observación de la micromorfología, acompañada de una correcta micromorfometría.

No obstante, en el campo hay diversos aspectos que deben describirse de la forma más precisa posible, uno de ellos es la presencia de grietas de retracción de los agregados que son muy difíciles de observar por las técnicas descritas anteriormente.

Otro aspecto destacable es la distribución relativa entre los diversos horizontes, que en muchos casos suele ser suficiente para explicar el comportamiento del suelo.

5- Rasgos de origen biológico.

Se describe la eventual presencia de algún animal o la evidencia de su presencia en algún momento, que se pone de manifiesto por la observación de nidos, restos procedentes de la metamorfosis, galerías u otro rasgo indicador.

6- Actividad humana.

En este sentido debe hacerse notar cualquier modificación que se observe en el suelo por efecto de la actividad humana, diferente del cultivo habitual del mismo.

En este sentido se debe indicar la presencia de fragmentos de loza, escombros, indicios de basuras y cualquier tipo de material ajeno al suelo y del que exista evidencia de la intervención humana en su presencia.

7- Estructura.

Es el modo en el que se agrupan las partículas elementales del suelo para generar formas de mayor tamaño, conocidas como agregados o vulgarmente terrones.

En la estructura hemos de distinguir tres aspectos diferentes, la morfologia de los agregados, su grado de desarrollo y el tamaño.

Estructura particular. Se presenta cuando sólo hay arena y la floculación es imposible y las partículas quedan separadas. Es propia de los horizontes E. Realmente no se trata de una estructura pues no responde a los criterios de definición de la misma pero se le asigna el término para mantener una unidad en la definición y describir este estado de "no agregación" del suelo.

Estructura masiva. Ocurre cuando las partículas se adhieren tanto que aparece una masa sin grietas y sin diferenciación de agregados. Es propia de materiales que no han sufrido procesos edáficos pero que poseen coloides arcillosos derivados de su origen como son los horizontes C.

Estructura fibrosa. Es otra de las situaciones que no responde al criteiro de estructura como sucede con las anteriores. Está constituida por fibras procedentes del material orgánico poco descompuesto en el que los restos de tejidos son fácilmente visibles; la única organización es el entrelazamiento de las fibras. Es propia de los horizontes orgánicos H y O.

Estructura grumosa o migajosa. Procedente de la floculación de los coloides minerales y orgánicos y mantiene el aspecto de los grumos formados. Sus agregados son pequeños, muy porosos y redondeados, lo que hace que no encajen unos con otros y dejen huecos muy favorables para la penetración de las raíces. Su pequeño tamaño hace que el contacto entre suelo y semilla sea bueno y favorezca su germinación al suministrrle el agua necesaria. Es propia de los horizontes A, ricos en materia orgánica. Junto con la que sigue, representa al grupo de las estructuras que se conocen como construidas.

Estructura granular. Aparece cuando los agregados son poco o nada porosos por el predominio de la arcilla sobre la materia orgánica en el proceso de floculación. Es propia de horizontes A de suelos pobres en materia orgánica, como los de cultivo.

Existen otro tipo de estructuras que no proceden de la floculación de los coloides sino de la adhesión de los mismos; al desecarse el suelo, la masa formada se fragmenta y por ello se conocen como estructuras de fragmentación.

Estructura subpoliédrica o subangular. Constituye un enlace entre las estructuras construidas y las de fragmentación y participa de ambos procesos; morfológicamente esta entre la que le precede y la que sigue. Sus agregados tienen forma poliédrica equidimensional con las aristas y los vérticesredondeados. Es propia de horizontes A muy pobres en materia orgánica y de la parte superior de los horizontes B.

Estructura poliédrica o angular. Es la representante genuina de las estructuras de fragmentación. Su forma recuerda a la de un poliedro equidimensional con aristas y vértices afilados y punzantes. Los agregados encajan perfectamente unos en otros y dejan un sistema de grietas inclinadas. Es típica de horizontes B con contenidos arcillosos medios o con arcillas poco espansibles.

Estructura prismática. Es similar a la anterior pero la dimensión vertical predomina sobre las horizontales, adoptando una forma de prisma. Cuando es muy gruesa constituye una transición a la estructura masiva. Es propia de los horizontes B muy arcillosos que los hace compactos y se resquebrajan en grandes bloques.

Existe una variedad de estructura prismática en la que la base superior del prisma esté inclinada en forma de cuña. Está asociada a la presencia de arcillas expansibles que generan en el suelo un sistema de grietas verticales cuando se seca, estas grietas se rellenan parcialmente con material caido desde la superficie lo que provoca que al humedecerse, y recuperar el volumen inicial, se produzca una elevación del material forzada por la compresión lateral; este hecho obliga a tomar la forma de cuña que facilita el ascenso. Esta estructura es propia de suelos muy ricos en arcillas esmectíticas.

Estructura columnar. Es otra variedad de estructura prismática que se produce siempre que hay una dispersión fuerte de la arcilla provocada por una alta concentración de sodio. Las arcillas sódicas al secarse forman una masa muy compacta que se resquebraja en grandes prismas muy duros e impenetrables por el agua; el agua cargada de coloides fluye fundamentalmente por las grietas que quedan entre los agregados y esto hace que las partículas en suspensión erosionen la parte alta de los agregados y le den un aspecto de cúpula. En estas condiciones también se dispersa la materia orgánica, por lo que esa suspensión impregna la superficie de los agregados que quedan revestidas de oscuro y se les conoce como columnas enlutadas. Es frecuente que las sales queden impregnando la parte superior y cristalicen al secar, lo que provoca una cubierta blanca. Es propia de los horizontes B de suelos salinos sódicos.

Estructura esquistosa o laminar. Es una estructura semejante a las anteriores pero en la que la dimensión vertical es mucho menor que las horizontales. Es propia de horizontes C procedentes de materiales originales esquistosos que le ceden al suelo su estructura. En otras ocasiones se debe a aportes continuados de material con texturas diferentes, como sucede en los suelos aluviales.

Estructura escamosa. Su forma es la de una lámina delgada y curvada con aspecto cóncavo. Ocurre en zonas encharcadas y desecadas en las que, en el último período, se produce una sedimentación de las partículas que había en suspensión y una selección por tamaños en la que quedan abajo las más gruesas. Al secarse, mientras las partículas gruesas no cambian de volumen, la fracción fina y coloidal se contrae. Este estrechamiento provoca tirantez y hace que la superficie su curve. Siempre aparece en superficie y es una estructura pasajera porque en el momento que llueve la estructura va a su forma primigenia.

8- 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. Se considera que el suelo está seco cuando cambia de color al añadirle una gota de agua, y si tal no sucede decimos que está húmedo cuando no moja la mano al cogerlo, o mojado cuando sí lo hace.

Si se toma un agregado seco ofrece una cierta resistencia a partirse, al humedecerse se fractura mejor y cuando está mojado puede resultar moldeable y más o menos pegajoso.

En su descripción se utilizan unos términos prestablecidos a los que suele añadirse algún adverbio de cantidad para indicar la intensidad del término utilizado.

• Suelto: Se utiliza en aquellos horizontes que carecen de estructura o que aquella es particular. No existen agregados en el suelo y las partículas del mismo no están unidas entre sí. Los horizontes que la presentan están muy bien aireados y son muy penetrables, pero las raíces tienen poco contacto y la retención de agua es muy débil. Si aparece en superficie, los suelos se labran muy bien pero son muy malos a la hora de establecer construcciones sobre ellos, por la dificultad que representan para la cimentación.
• Blando: Los agregados se rompen entre los dedos. Este tipo de consistencia suele estar asociado a estructuras migajosas o granulares. El suelo está bien aireado, es fácil de penetrar y ofrece buen contacto a las raíces. La retención de agua es, en general, buena y se labra bien aunque es conveniente que presente un cierto nivel de humedad para que no se destruyan los agregados.
• Duro: Los agregados son difíciles de romper con la mano, y en algunos casos es necesario recurrir al martillo. La aireación es escasa y las raíces penetran con mucha dificultad en los agregados y suelen crecer a traves de las fisuras. Retiene gran cantidad de agua aunque el drenaje puede resultar escaso. Hay que labrarlo con esmero por su propensión a formar "suelas de labor".

Como en el caso anterior se utilizan una serie de términos modificados, en su cso, por algún adverbio de cantidad.

• Suelto: Se corresponde con el término análogo en seco y presenta un comportamiento semejante.
• Friable: Se desmenuza con cierta facilidad. En seco , suele ser "blando" o algo "duro y su comportamiento es el equivalente a ellos.
• Firme: No se desmenuza con facilidad. En seco suele ser duro o muy duro y con un comportamiento semejante. Usualmente existe una correspondencia entre la consistencia en seco y en húmedo, si bien en esta situación los agregados se desmenuzan con mayor facilidad. Cuando la tenacidad se mantiene parecida en ambas situaciones, es debido a la presencia de agentes cementantes de tipo químico, como pueden ser los carbonatos, óxidos de hierro u otros semejantes. Cuando se humedece se mantiene la coherencia y lo mismo de duro es en seco que en húmedo. Cuando la dureza es atribuible a la arcilla se fractura con más facilidad en húmedo y la consistencia se atenúa. Los distintos estados de consistencia en seco y húmedo nacen de la naturaleza del agente cementante.

En esta situación se observan dos aspectos diferentes como son la plasticidad y la adherencia y, solo en ocasiones, la tixotropía. Se utiliza el término correspondiente acompañado, en su caso, de un adverbio de cantidad o se indica la ausencia de la condición.

• Adherente: Se utiliza para indicar que la tierra se pega a las manos. Suele ir asociada a suelos duros en seco y poco friables o firmes en húmedo. Cuando el suelo es muy adherente es debido a la presencia de partículas finas no coloidales que no se unen unas a otras para constituir agregados. La presencia de este limo hace que, al no estar adherido, el suelo húmedo se vuelva resbaladizo y se enfangue. Esto tiene una mala consecuencia para el mantenimiento del suelo puesto que la erosión es muy alta.

• Plástico: Tiene la capacidad de poder ser moldeado. La plasticidad se mide formando un cordón y estableciendo lo largo y fino que se hace antes de que se rompa. Está en función del contenido de arcilla y del tipo de ella. No va necesariamente unida a la adherencia. Son muy difíciles de trabajar porque se forman grandes bloques que impiden un buen contacto de la semilla con el suelo y no hay suministro de agua. Son muy difíciles de trabajar porque si están demasiado húmedos pueden formar grandes terrones o suelas de labor.

• Tixótropo: El suelo sufre una modificación de su estado con la presión. La tixotropía está asociada a la presencia de alofana, que es típica de suelos desarrollados sobre cenizas volcánicas. La fácil alteración origina iones que se organizan en pseudoestructuras conocidas como alofanas, muy parecidas a la caolinita y que dejan gran cantidad de huecos que se llenan de agua actuando como una esponja. La alofana aporta grandes ventajas al suelo porque retiene muchos iones y agua.

9. 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. Estos fenómenos pueden suceder por variaciones en el pH, el potencial redox, la concentración en alguna sustancia o por sobresaturación de la solución provocada por la evaporación del agua.

10- Cementación.

Es la cualidad que presenta un horizonte cuando en su seno se produce la recristalización de sustancias solubles que engloban a sus partículas, ello produce una tenacidad inusual que impide la penetración de las raíces de las plantas y la circulación del agua, salvo que la capa cementada se encuentre fracturada.

11- Pedregosidad.

El interés de la descripción de la pedregosidad estriba en que las piedras presentes en un horizonte constituyen un elemento inerte del mismo por lo que actúan como diluyente de sus propiedades. Cuando efectuamos la determinación de algún parámetro químico, lo hacemos en la tierra fina, fracción menor de 2 mm, por ello si la pedregosidad es grande el valor real del parámetro medido es menor que el expresado, dado que la tierra fina solo es una parte del horizonte que, cuando la pedregosidad es alta, puede ser mínima.

De la pedregosidad nos interesan algunas características como:

• Abundancia.

• Tamaño.

• Forma.

• Naturaleza.

• Nivel de alteración.

12- Contenido en sales.

En este apartado lo más significativo es la presencia de carbonatos, para determinarla se utiliza HCl (1:1) y se observa si produce efervescencia y cuál es su intensidad. Se utilizan diversas clases:

1. No calcáreo: No hace efervescencia con ClH 1:1.

2. Ligeramente calcáreo: Débil efervescencia, apenas visible y solo perceptible por el oído. Efervescencia producida por la adición de ClH diluido a un fragmento recubierto por carbonato cálcico. Recristalización de carbonato cálcico en las grietas existentes en la fractura de la roca y entre los agregados del suelo.

3. Calcáreo: Efervescencia visible.

4. Fuertemente calcáreo: Efervescencia fuerte y granos de carbonatos visibles. Para las sales más solubles, se advierte su presencia en forma de eflorescencias o es necesario recurrir a la determinación de la conductividad eléctrica.

13- Presencia de raíces.

De las raíces interesa el tamaño y la abundancia. Lo más importante es la distribución relativa del número de raíces que hay en cada horizonte y hasta dónde llegan, es decir, la profundidad de enraizamiento que nos permite estimar la profundidad útil del suelo, muy valiosa para decidir el tipo de utilización y la capacidad de almacenamiento de nutrientes y agua.

1. Fase sólida.

La fase sólida es la responsable del comportamiento del suelo al ser la única permanente y dentro de ella se distinguen dos tipos de componentes o fracciones: la fracción mineral derivada del material original y la fracción orgánica procedente de los restos de los seres vivos que se depositan en la superficie del suelo y de los que habitan en su interior.

Dentro de la fase sólida mineral se han de considerar las sustancias de carácter salino, más o menos solubles y que por tanto presentan una menor estabilidad que los silicatos, que son los constituyentes primordiales. Esta menor estabilidad y su fácil intercambio con la fase líquida, que les permite, en ciertas ocasiones, incluso abandonar el suelo, nos mueve a considerarlos en un tercer grupo, separado del resto de los componentes minerales.

Los componentes de la fase sólida se dividen en:

Componentes minerales

La fracción mineral del suelo deriva directamente del material original del mismo y está constituida por fragmentos de aquel unidos a sus productos de transformación, generados en el propio suelo.

Al distribuir las partículas minerales del suelo por tamaños establecemos lo que se conoce como fracciones granulométricas. Los fragmentos más gruesos se les conoce genéricamente como grava.

Las partículas edáficas son una serie de fracciones definidas según su diámetro y que corresponden a tres tipos principales: arena, limo y arcilla. Dentro de la arena se definen diversos tipos según la clasificación seguida pero que podemos sintetizar como arena gruesa (constituida por fragmentos de la roca madre y, como ella, es polimineral) y fina (constituida por fragmentos de roca pero, generalmente, de carácter monomineral y con un nivel de alteración variable). El criterio que se ha seguido es el tipo de material que predomina en ellas.

El limo está constituido por materiales heredados o transformados pero no tienen carácter coloidal. Es una fracción donde las transformaciones son mayores y su composición mineralógica se parece a la de las arcillas. Son partículas monominerales en las que hay un alto contenido en filosilicatos de transformación o neoformación.

La arcilla está formada por partículas de carácter coloidal y monomineral que se han formado en el suelo o han sufrido transformaciones en él, aunque en algunos casos pueden ser heredados del material original mediante una microdivisión del mismo.

 

Componentes orgánicos

La materia orgánica del suelo procede de los restos de organismos caídos sobre su superficie, principalmente hojas y residuos de plantas. Este material recién incorporado es el que se conoce como "materia orgánica fresca" y su cantidad varía con el uso o vegetación que cubra al suelo.

La materia viva en el momento en que deja de serlo, comienza un proceso de descomposición provocado por los propios sistemas enzimáticos del organismo muerto. Además sirve de alimento a numerosos individuos animales que habitan en la interfase entre el suelo y los detritus que lo cubren. En esta fauna predominan artrópodos de diversas clases y gran número de larvas, sobre todo de insectos.

El papel de esta fauna es doble, por una parte digieren los restos y los transforman dejando en su lugar sus excretas, en las que aparecen sustancias más sencillas mezcladas con microorganismos de su intestino y del propio suelo, que fueron ingeridos con los restos; de otra parte realizan una función de trituración que provoca un incremento notable de la superficie de los restos y que ayuda al ataque de los microorganismos de vida libre que habitan en la hojarasca o en las capas altas del suelo. Estos primeros fragmentos presentan una estructura vegetal reconocible hasta que se inicia el ataque de los hongos, que son los primeros microorganismos que se implantan sobre los restos vegetales.

Los hongos son capaces de atacar y romper las moléculas de lignina que forman las paredes de los vasos y las de celulosa que forman parte de las membranas celulares, por el contrario necesitan tomar el nitrógeno en forma mineral, por lo que han de hacerlo de la solución del suelo. Una vez rotas las paredes de los vasos y de las células, queda abierta la puerta a la acción bacteriana, cuyos individuos se nutren de las proteínas y de los azucares principalmente.

Las bacterias liberan nitrógeno en forma amoniacal y, posteriormente, nítrica que permite la nutrición fúngica y el crecimiento de su población, iniciándose así una estrecha colaboración entre ambos tipos de organismos que termina favoreciendo a las plantas que habitan el suelo, al desaparecer la competencia por el nitrógeno que hasta ese momento sufrían por parte de los hongos. Dependiendo de la cantidad de nitrógeno presente en la materia orgánica fresca que llega al suelo así será el posible enriquecimiento de éste en el elemento citado y la velocidad del proceso de transformación de los restos vegetales, por ello la relación C/N de los restos vegetales es un factor decisivo en todo el proceso de transformación de la materia orgánica y que en su conjunto se conoce como "proceso de humificación".

A medida que avanza el proceso de humificación se va reduciendo el valor de la relación C/N del material resultante, dado que el carbono se consume en los procesos energéticos de los microorganismos y termina como dióxido de carbono, mientras que el nitrógeno se invierte en la producción de proteínas que llegan nuevamente al suelo al morir los microorganismos presentes en él. Al final de esta primera etapa de descomposición, los restos vegetales van perdiendo su estructura inicial hasta acabar resultando irreconocible.

En el caso de las lombrices se produce una modificación de la composición del suelo que ingieren con respecto al que excretan, modificando algunos parámetros que favorecen la acción microbiana y como consecuencia de ello una aceleración del proceso de humificación.

Ahora bien la materia orgánica no se acumula indefinidamente en el suelo sino que los procesos oxidativos, que dan lugar a las sustancias húmicas, continúan, así como la acción microbiana, que puede utilizar las sustancias húmicas formadas como sustrato nutritivo y provocar su descomposición y "mineralización", con lo que se cerraría el ciclo biogeoquímico de los elementos.

 

2. Fase liquida.

La fase líquida se conoce como "agua del suelo" y si, en principio, es así por su procedencia de las lluvias o de mantos freáticos elevados, una vez en contacto con la fase sólida se incorporan a ella sustancias en solución y en suspensión procedentes de aquella. Es en la fase líquida en la que se desarrollan los procesos de formación y evolución del suelo, siendo de especial importancia los relativos a la interfase sólido-líquido. También actúa como vehículo de transporte de sustancias ya sea dentro del suelo como desde él al exterior.

También el suelo se comporta como una esponja capaz de retener una importante cantidad de agua con una fuerza de succión tal que teóricamente permanecería en él de forma indefinida. Gracias a este hecho podemos afirmar que es posible la vida sobre la tierra tal como la concebimos y la conocemos. La capacidad de retener agua del suelo debería considerarse como una propiedad del mismo, si bien el objeto de esa retención es uno de los componentes del suelo.

El agua que llega al suelo y se infiltra en él, cuando la lluvia es copiosa, termina por llenar todos sus poros y desalojar a la totalidad del aire. Cuando esto sucede se dice que el suelo se encuentra a su "capacidad máxima". Esta situación constituye un estado pasajero pues los poros gruesos permiten una rápida circulación descendente y favorecen que el agua se incorpore a las capas freáticas. A medida que se van vaciando los poros más gruesos la velocidad de circulación del agua disminuye, al principio la disminución de velocidad es muy importante y llega un momento en que casi se estabiliza hasta anularse completamente, pero en ese punto todavía queda agua en el suelo.

En el suelo, las partículas coloidales presentan una carga superficial, generalmente negativa, muy débil pero lo suficiente para hacer que las dipolares moléculas de agua se sitúen a su alrededor y se orienten con la carga positiva mirando hacia la partícula sólida. Esto crea una esfera de mayor radio que la anterior pero que se mantiene cargada de la misma forma, solo que con un potencial menor debido al aumento de superficie; esta nueva esfera atrae a nuevas moléculas de agua hasta ir formando esferas cada vez mayores y con una carga superficial menor.

Como es lógico, la primera capa de moléculas de agua está atraída con mayor fuerza que la segunda y así sucesivamente, hasta que la fuerza se hace prácticamente nula.

A la fuerza de unión entre la fase sólida del suelo y la líquida se le conoce como "potencial matricial". Existe una cierta proporcionalidad entre éste y el contenido de humedad.

Cuando el suelo se encuentra a su capacidad máxima, la mayor parte del agua se encuentra muy retirada de la fase sólida y por tanto su potencial matricial es nulo. A medida que va desapareciendo el agua de los poros más gruesos y solo va quedando en los de menor tamaño, el potencial matricial va creciendo pues la distancia máxima de las moléculas de agua que llenan un poro es la del radio de ese poro, de modo que a menor tamaño de poro mayor es la fuerza con que el agua está retenida. Cuando el potencial matricial es igual a la presión atmosférica, las fuerzas de empuje y de sujección de las moléculas de agua se anulan por tener el mismo valor y signo opuesto, de modo que ese agua permanecería retenida de modo indefinido. En este punto se dice que el suelo se encuentra a su "capacidad de retención"

El agua que se escurre luego de la etapa de rápido escurrimiento, ahora de circulación lenta, es utilizable por las plantas pues existe suficiente aireación para que puedan respirar y obtener la energía suficiente para la succión, y la fuerza con que el agua está retenida es pequeña lo que facilita la labor de las raíces. En el cambio de velocidad se estima se encuentran llenos los poros cuyo diámetro es inferior a 8 mm, que es lo que se considera como "microporosidad". En esta situación se dice que el suelo se encuentra a su "capacidad de campo".

Llegado el suelo a su capacidad de retención, solo la evaporación del agua o la succión de ella por las raíces de las plantas puede conseguir eliminarla, pero esto nunca sucede por completo mas que en los primeros centímetros del suelo que es donde se produce un fácil intercambio con la atmósfera libre. A este punto va llegando el agua más profunda mediante ascenso capilar por las diferencias de potencial matricial que se van creando, pero la velocidad de suministro se va haciendo cada vez más pequeña a medida que se van reduciendo las diferencias. Esto hace que el lazo capilar se rompa en un determinado momento y cese el aporte de agua a la superficie, esta sitación se conoce como "punto de ruptura del lazo capilar" .

El agua que puede retener el suelo a su capacidad de campo menos la que mantiene en el punto de marchitamiento, es la que se conoce como "agua útil" y es la aprovechable por las plantas. El contenido total de ésta que se estima que puede llegar a esa zona por ascenso capilar, constituye la "reserva de agua" del suelo. Cuanto más alta sea esta mayor será la posibilidad de resistencia de las plantas a un periodo seco.

Existe otro factor asociado al potencial matricial en la capacidad de suministro de agua a las plantas, es la presión osmótica de la solución del suelo. Existen también otros factores modificadores asociados a la geometría de los poros del suelo.

Todo este proceso de retención de agua por parte del suelo está asociado a la presencia de coloides, sobre todo los minerales o arcilla.

 

3. Fase gaseosa.

La fase gaseosa o "atmósfera del suelo" está constituida por un gas de composición parecida al aire cualitativamente pero con proporciones diferentes de sus componentes. Ella permite la respiración de los organismos del suelo y de las raíces de las plantas que cubren su superficie. También ejerce un papel de primer orden en los procesos de oxido-reducción que tienen lugar en el suelo.

El intercambio gaseoso entre el suelo y la atmósfera se produce por difusión entre ambos. No obstante existen procesos que favorecen este intercambio y que se conocen como respiración del suelo. Ésta se realiza primordialmente por los cambios de volumen que experimenta la fase sólida del suelo en las alternancias térmicas producidas entre el día y la noche; también se ve favorecida por los periodos de lluvia que desalojan la práctica totalidad del aire existente, que es absorbido de la atmósfera a medida que el agua va abandonando el suelo a través de la macroporosidad del mismo que es el dominio de los gases.

La importancia de la respiración de los organismos en la composición de la atmósfera del suelo, se pone de manifiesto por las diferencias estacionales que se observan en el contenido de dióxido de carbono, cuyos máximos corresponde a los periodos de máxima actividad. Estas diferencias se acrecientan en los suelos cultivados pues el efecto de la respiración radicular es el más intenso. Para un mismo año y terreno, los contenidos en dióxido de carbono llegan a cuadruplicarse en las áreas en que el suelo está cultivado respecto al que está en barbecho.

La importancia de la transformación de la materia orgánica en el contenido en dióxido de carbono del aire del suelo, se pone de manifiesto cuando comparamos las composiciones de suelos sometidos a una aplicación de enmiendas orgánicas con los no sometidos a las mismas.

Son las que afectan a los fenómenos de superficie, especialmente a la interfase sólido-líquido. Muy relacionada con la presencia y distribución de los diferentes iones está la reacción del suelo. Es uno de los factores esenciales en la distribución de las diferentes especies vegetales sobre el planeta, pues cada una tiene unas preferencias determinadas en cuanto al valor del pH del suelo sobre el que habitan, así como unos hábitos nutritivos específicos cuya satisfacción por el suelo está muy condicionada por el pH. Recordemos los conceptos de acidófila, basófila, calcícola o calcífuga que se aplican a determinadas plantas y que marcan las preferencias por unos hábitats determinados.

Los incontables miles de millones de microbios y otros organismos que habitan el suelo, no son propiamente constituyentes de éste pero forman parte integral e indispensable de todos los suelos fértiles. Las plantas superiores son incapaces de utilizar los elementos en su forma orgánica compleja ni como minerales brutos. Los primeros tienen que ser desdoblados hasta materiales inorgánicos o minerales y los segundos tienen que ser solubilizados. Así los habitantes del suelo constituyen el eslabón necesario en muchos de estaos procesos y la ayuda es de valor incalculable.

Los procesos que intervienen en la descomposición de la materia orgánica, durante los cuales se forman nuevos compuestos, se los conoce como putrefacción, fermentación y descomposición. Estos mecanismos son de importancia singular, porque sin la presencia de los microbios y sus funciones, la materia orgánica se acumularía hasta un punto en el que todo el nitrógeno, fósforo, potasio, azufre y carbono combinados, estarían en forma inaprovechable, ya sea en combinación orgánica o como rocas o gases. Si los microorganismos del suelo, al atacar la materia orgánica, no librasen continuamente estos elementos tan importantes, poniéndolos en circulación de modo que puedan ser utilizados una y otra vez, pronto cesarían la vida animal y vegetal a causa del agotamiento de los elementos fácilmente aprovechables.

Una enorme variedad, verdadera legión de tipos microbianos habitan el suelo. Difieren, no precisamente en su apariencia, sino mas bien en sus hábitos vitales y en los procesos en los que toman parte. Estas formas de vida son tan pequeñas que no se observan a simple vista.

Desde un punto de vista energético, todos los organismos se enlazan en complejas redes tróficas cuyo depósito inicial de mayor energía es la materia orgánica que proviene del subsistema aéreo y que forma el "mantillo" y la de las raíces y sus exudados, incorporados directamente; hojas, troncos, frutos, ramas, raíces, cadáveres etc, son los principales sustratos para la descomposición. Este depósito es utilizado por los descomponedores en general: bacterias y hongos que mineralizan y producen el cambio necesario de materia orgánica a inorgánica: de "resto inútil" a "nutriente vegetal"; el resto de los organismos se divide entre una gran diversidad de saprófagos que fragmentan, mezclan y cambian la naturaleza física de la materia orgánica, favoreciendo su mineralización y un gran conjunto de depredadores que regulan los tamaños poblacionales de sus presas, influyendo en la velocidad de traspaso de energía a través de esta gran red. Como característica especial de esta trama trófica, la materia resintetizada a partir de restos orgánicos, vuelve tarde o temprano a engrosar el depósito inicial a causa de la muerte.

Megabiotas comprende vertebrados, como serpientes, zorras, ratones, topos y conejos que sobre todo escarban el suelo para alimentarse o refugiarse.

Macrobiotas (diámetro > 2 milímetros) comprende invertebrados (por ejemplo: hormigas, termitas, ciempiés, lombrices, caracoles y arañas). Las raíces de las plantas son a menudo incluidas en estas biotas.

Mesobiotas (diámetro 0.1-2 milímetros), suelen vivir en los poros del suelo. Este grupo se compone de microartrópodos, como los ácaros, pseudoescorpiones y colémbolos.

Microbiotas (diámetro < 0.1 milímetros), son muy abundantes, están en todos lados y son muy diversos. Entre la microflora están las algas, bacterias, hongos y levaduras que pueden descomponer casi cualquier sustancia natural. La microfauna comprende nemátodos, protozoarios, turbelarios, tardígrados y rotíferos.

Hongos. bacterias y nemátodos. Los microorganismos también son importantes para la productividad vegetal, son las biotas más abundantes de los suelos y a ellos incumbe la regulación de los ciclos de la materia orgánica y los nutrientes, la fertilidad y restablecimiento de los suelos, y las buenas condiciones para el crecimiento de las plantas. Más de 90% de las plantas del mundo desarrollan una asociación simbiótica con uno de los 5 tipos de micorrizas, un hongo que actúa como extensión natural del sistema radicular de la planta. Esta asociación aumenta la capacidad de las plantas de absorver los nutrimentos, las protege contra los patógenos, y aumenta su tolerancia contra los agentes contaminantes y las condiciones adversas del suelo, tales como el estrés hídrico, el bajo pH y la alta temperatura del suelo.

La función de los seis géneros de la familia de bacterias Rhizobiaceae en la producción de leguminosas esta bien documentada. También se utilizan mucho en las regiones tropicales, sobre todo en Brasil y México, la asociacion de bacterias diazotróficas y endofiticas que no sólo fijan el nitrógeno de la atmósfera sino que modifican la forma e incrementan el número de pelos radiculares, ayudando así a las plantas a absorber más elementos nutritivos. La aplicación de estos organismos en inoculantes (sobre todo en el maíz, arroz, trigo y caña de azúcar) ha incrementado la producción agrícola "desde niveles insignificantes hasta casi el 100 por ciento".

Se han utilizado muchas especies y géneros de bacterias para favorecer el crecimiento de las plantas. Las que han dado mejores resultados son Agrobacterium radiobacter, utilizada para controlar el cáncer bacteriano en numerosas familias vegetales; Bacilus subtilus, que elimina la podredumbre de las raíces de los cereales, y diversos bacilos inoculadores que se usan en China en los cultivos de hortalizas.

La microfauna de los suelos además desempeña una importante función en la protección fitosanitaria. Los nemátodos se utilizan con buenos resultados contra una amplia variedad de plagas de insectos, entre ellos los gusanos blancos, otiorrincos, moscas de la fruta y sírices de la madera. La experimentación en invernaderos ha demostrado que los nemátodos además son eficaces para combatir diversos hongos patógenos a las raíces.

Con todo, el informe señala que la función de los microorganismos de los suelos en la agricultura sigue sin valorarse adecuadamente: " El uso excesivo y el mal uso de insumos externos, como fertilizantes inorgánicos y plaguicidas - conjuntamente con cultivos especializados o monocultivos - puede propiciar un considerable incremento en la producción general de alimentos, pero también agotan la fertilidad y los componentes biológicos del suelo y degradan los elementos físicos de la tierra. Hace falta un planteamiento integral que tome en cuenta las repercusiones potenciales de la agricultura en la biodiversidad de los suelos, que mantenga la fertilidad de los suelos, la productividad y la protección de los cultivos, aprovechando al máximo las sinergias ecológicas entre los diversos elementos biológicos del ecosistema y mejorando la eficiencia biológica de los procesos que se dan en los suelos. Esto sería útil para la agricultura comercial moderna, y sobre todo en las tierras marginales en vía de degradación, en las tierras ya degradadas que necesitan saneamiento y en las regiones donde no es viable una agricultura que requiera abundantes insumos externos".