Conceptos Fundamentales del Suelo

• PERFIL: Corte vertical del terreno que va desde la superficie hasta el material originario.
• HORIZONTE: Capa de suelo con una disposición paralela a la superficie del terreno, resultado de la alteración del material de origen, acumulación de materia orgánica, lavado, acumulación de sesquióxidos, etc.

Principales Horizontes del Suelo

Estos se clasifican por una letra y, a veces, también un subíndice (letra minúscula que indica el proceso responsable de la formación del horizonte).

• H: Horizonte orgánico de un suelo orgánico, con acumulación de materia orgánica en un medio saturado de agua durante periodos prolongados (Ej. turberas).
• O: Horizonte orgánico de un suelo mineral, formado en la parte superior del suelo en condiciones aerobias.
  • a: Alta descomposición (humus).
  • e: Media descomposición (17% ≤fibras≤ 40%).
  • i: Baja descomposición (fibras > 40%).
• A: Horizonte mineral oscurecido por aportes de materia orgánica, formado en superficie o bajo un horizonte O.
• E: Horizonte mineral empobrecido por lavado de materia orgánica, hierro, aluminio o arcilla. El único mineral que suele presentar es el cuarzo, ya que es el más resistente a la alteración.
• B: Horizonte mineral subsuperficial: de alteración y de acumulación.
  • w (alteración): Desarrollo de color o estructura diferente de la del material original. No tiene aporte iluvial.
  • t: Acumulación iluvial de arcilla.
  • h: Acumulación iluvial de complejos sesquióxidos-materia orgánica; sesquióxidos escasos.
  • s: Acumulación iluvial de complejos sesquióxidos-materia orgánica; significativos los dos.
• C: Horizonte mineral poco afectado por procesos edafogénicos que carecen de las propiedades de los horizontes O, A, E o B.
• R: Roca consolidada subyacente, demasiado dura para romperla con la mano.

Subíndices Aplicables a Horizontes

Subíndice aplicable a cualquier horizonte que esté en superficie:

• p: Indica que ha sido afectado por actividad antrópica.

Subíndices aplicables a distintos horizontes:

• k: Acumulación secundaria de carbonatos alcalino-térreos.
• q: Acumulación secundaria de sílice.
• y: Acumulación secundaria de yeso.
• z: Acumulación de sales más solubles que el yeso.
• na: Acumulación de sodio en el complejo de cambio.
• m: Cementación en más del 90%. Se añade a otro índice que indica el tipo de cemento.
• c: Acumulación de concreciones de hierro y/o manganeso.
• x: Fragipán. Densidad aparente alta, en seco cementado y en húmedo es muy frágil.
• ss: Presencia de caras brillantes de deslizamiento.
• g: Condiciones de reducción.
• f: Horizonte permanentemente helado.

Horizontes de Transición

• Con propiedades intermedias, dominancia de las características de uno frente a otro (AB, BA, EB, BC).
• Con dos partes distintivas, con propiedades reconocibles de los dos horizontes (A/B, B/A, E/B, B/C).

Ejercicios de Aplicación en Edafología

1. Secuencia de Horizontes en Perfiles de Suelo

Escribe la secuencia de horizontes de tres perfiles:

1. Correcto con subdivisiones verticales: C1, C2, C3
2. Incorrecto: A C Bt E (Nota: Esta secuencia es incorrecta porque el horizonte Bt, de acumulación de arcilla, suele encontrarse debajo del horizonte A y E, mientras que el horizonte E, de lavado, se ubica típicamente entre A y B.)
3. Con discontinuidad litológica: A Bw C 2A 2Bw 3A 3Bw 3C

2. Relación entre Propiedades y Horizontes

Establecer relaciones entre ambas columnas.

3. Distancia Basal y Espacio Interfoliar

¿Qué es la distancia basal y el espacio interfoliar?

La distancia basal es la distancia en Angstroms (Å) entre el centro de una lámina y el centro de la siguiente.

El espacio interfoliar es el espacio que queda entre dos láminas (el final de una y el comienzo de la otra).

4. Diferencias Estructurales entre Caolinita y Haloisita

¿A qué se deben las diferencias estructurales de la caolinita y la haloisita? Explícalo.

Las diferencias estructurales entre la caolinita y la haloisita se deben a cómo están dispuestos sus componentes. La caolinita presenta una estructura ordenada que no cambia su volumen, mientras que la haloisita exhibe un desorden tuboestratificado en su apilamiento, lo que fuerza los puentes de hidrógeno y permite la entrada de moléculas de agua en su espacio interlaminar. Esto provoca un aumento en la distancia basal de la haloisita cuando está en estado hidratado.

5. Relación de Tipos de Arcilla y sus Propiedades

Relaciona las siguientes columnas.

7. Identificación de Arcillas y Comportamiento

Identificar la composición mineralógica de arcillas del diagrama adjunto. Explicar el comportamiento ante los distintos tratamientos de acuerdo con el tipo de arcilla de que se trate en función de su estructura.

El análisis mineralógico descrito indica que se trata de una sola arcilla, específicamente la montmorillonita. Esta identificación se basa en la orientación natural de sus valores, que se sitúan en un rango de 14-15 Å. Sin embargo, al someterla a un calentamiento a 500°C, se observa una disminución en sus valores, que caen a alrededor de 10 Å. Además, cuando se trata con etilenglicol, se produce una expansión notoria en la estructura, con valores que aumentan hasta alcanzar aproximadamente 17-20 Å. Estos cambios en las dimensiones de la arcilla son indicativos de su comportamiento particular y están relacionados con su estructura y composición mineralógica, característicos de la montmorillonita por su capacidad de expansión e hinchamiento debido a la entrada de moléculas de agua en su espacio interlaminar.

1. Productos de Ordenación de Corto Alcance (POCA)

¿Qué propiedades tienen los productos de ordenación de corto alcance? ¿En qué tipo de suelo están mejor representados?

Los productos de ordenación de corto alcance, también llamados POCA, son aquellos productos que no pueden ser detectados por difracción de rayos X porque no forman cristales. Es decir, no son cristalinos, pero tienen cierto grado de ordenación. Poseen una elevada superficie específica, una baja densidad aparente (elevada microporosidad) y una alta capacidad de retención del agua, lo que se une a su alta reactividad por tener muchos grupos OH que pueden tener cargas negativas (pH alto) o positivas (pH bajo) en función del pH (suelos de carga variable).

Están mejor representados en los Andisoles (suelos de zonas volcánicas).

2. Diferencia entre Mineralización y Humificación

Diferencia entre mineralización y humificación.

La mineralización es la descomposición rápida de materia orgánica fresca (tipo primaria) o humos (tipo secundaria) a compuestos inorgánicos tales como CO₂, NH₄⁺, SO₄^-2, etc.

Mientras que en la humificación la materia orgánica fresca se vuelve más compleja para dar humus de manera directa.

3. Diferencia entre Ácidos Húmicos y Ácidos Fúlvicos

Diferencia entre ácidos húmicos y ácidos fúlvicos (color, grupos funcionales, análisis elemental, movilidad, estructura, peso molecular).

4. Complejos Arcillo-Húmicos y Organometálicos

Diferencia entre complejos arcillo-húmicos y organometálicos. ¿Qué complejo arcillo-húmico presenta una mayor estabilidad, en qué suelos están presentes?

Complejos arcillo-húmicos: La fracción arcilla es muy estable y forma con los compuestos húmicos y algunos cationes que actúan como puente (Ca⁺², Fe⁺³…) un complejo insoluble, que permanece floculado, favoreciendo la formación de una estructura muy estable. Se encuentran en medios biológicamente activos, es decir, en suelos bien aireados de pH neutro o ligeramente alcalino y con suficiente humedad.

Complejo organometálico: La fracción arcilla es poco estable y tiende a descomponerse, de manera que los compuestos orgánicos forman con los cationes presentes en estos medios (Fe⁺³, Al⁺³) un complejo soluble o pseudosoluble.

El complejo que posee mayor estabilidad es aquel formado por minerales de arcilla con carga negativa, cationes puente y grupos funcionales de los ácidos húmicos con carga negativa (carboxílicos y fenólicos). Están presentes en los Vertisoles, ya que la estructura que se forma posee montmorillonita (propia de estos suelos), con el calcio como catión puente y ácidos húmicos grises.

5. Movilidad del Fe3+ en Suelos

¿Por qué el Fe³⁺ puede encontrarse móvil en los suelos a pH=5?

El Fe³⁺ es soluble solo hasta un pH de 3. Esto indica que, por ejemplo, el ión Fe³⁺ no debería existir en los suelos con pH > 5. Sin embargo, la complejación con un anión orgánico soluble, es decir, un complejo organometálico, permite la ampliación de la gama de solubilidad hacia pH más elevados (aproximadamente dos unidades).

6. Textura y Estructura del Suelo

Diferencia entre textura y estructura del suelo. ¿Por qué es la textura arcillosa la que ocupa una mayor superficie en el triángulo textural?

La textura tiene en cuenta el tamaño y la actividad de las partículas.

La estructura es la manera en que están asociados los constituyentes elementales del suelo, formando agregados que dejan “huecos” entre ellos (porosidad).

La arcilla ocupa más espacio en el triángulo textural ya que es la que aporta más propiedades al suelo, por ser la más activa al estar formada por estructuras coloidales (partículas de pequeño tamaño capaces de desarrollar carga).

Propiedades de la Montmorillonita y Temperatura del Suelo

En la montmorillonita tiene mayor importancia la superficie interna, donde se observan valores significativamente mayores (ej. 786) frente a la superficie externa (ej. 14). Esto se debe a que es una arcilla hinchable; la capa interna se hidrata (entrada de agua) y las moléculas polares penetran hacia el espacio interlaminar, aumentando su superficie interna activa.

¿Por qué se mide la temperatura del suelo a 50 cm de profundidad? ¿Cómo influyen los mulch líticos en la temperatura del suelo?

50 cm es la profundidad estandarizada para realizar análisis de temperatura y obtener resultados comparables, ya que a ese nivel de profundidad las variaciones de temperatura diarias son mínimas. Es decir, la temperatura a esa profundidad es independiente de la hora del día en la que se toma la medida.

Los mulch líticos amortiguan (homogenizan) los cambios de la temperatura del suelo, evitando temperaturas muy altas o muy bajas.

8. Porosidad del Suelo

¿Cómo se define la porosidad del suelo? Tipos de porosidad. ¿Qué suelos presentan una densidad aparente más baja?

La porosidad es el volumen de espacios vacíos (poros), expresados en porcentaje del volumen total.

Existen dos tipos:

• Porosidad no capilar (macroporosidad): Volumen de poros más gruesos (> 8/10 µm) ocupados por aire después de eliminarse el agua de gravedad.
• Porosidad capilar (microporosidad): Volumen de poros más finos (< 8/10 µm) que retienen agua por capilaridad.

Los suelos que presentan la densidad aparente más baja son las turberas (0,25 g/cm³) y los Andisoles (0,85 g/cm³).

9. Densidad Aparente y Densidad Real

Diferencia entre densidad aparente y densidad real. ¿Cómo se obtienen las muestras de suelo para su análisis?

Densidad real (DR): Densidad media de la fracción sólida, o densidad de las partículas, que es independiente de los huecos (de la porosidad). Para una correcta medición es necesario la toma de muestras alteradas del suelo, tamizada a 2 mm y secada a 105°C.

Densidad aparente (DA): Densidad del suelo en su conjunto, incluyendo la fracción sólida y la porosidad (los huecos). Para una correcta medición es necesario la toma de muestras inalteradas del suelo.

10. Métodos de Determinación de Superficie Específica

¿Qué métodos se emplean para la determinación de la superficie específica? En el caso de la montmorillonita, ¿quién tiene mayor importancia, la superficie interna o la externa? Razona la respuesta.

Los métodos empleados para la determinación de la superficie específica son:

• Tratamiento BET: Solo para superficies externas (ya que el nitrógeno no es polar y no penetra en los espacios interlaminares).
• Utilización de moléculas polares: Para la superficie total (externa e interna).

En el caso de la montmorillonita, la superficie interna tiene mayor importancia. Esto se debe a que es una arcilla expansible, lo que permite la entrada de moléculas polares, como el agua, en su espacio interlaminar, aumentando drásticamente su superficie interna activa en comparación con la externa.

Regímenes Hídricos y Clasificación de Suelos (Soil Taxonomy)

1. Sección de Control de Humedad del Suelo

¿Qué es la Sección de Control de Humedad del Suelo? ¿Cómo se determina? ¿Para qué se utiliza?

La Sección de Control de Humedad del Suelo, definida en la Soil Taxonomy, se refiere a un volumen de suelo seco con un porcentaje de humedad inferior al punto de marchitamiento. Su determinación implica tomar un suelo seco, agregarle 25 mm de agua y esperar 24 horas, observando el frente de humectación, que es el límite entre el suelo seco y el húmedo. Luego, se repite el proceso con 75 mm de agua, esperando 48 horas, y se identifica la sección de control entre los dos frentes de humectación. Este método se utiliza para entender el régimen de humedad del suelo.

2. Año Normal en la Soil Taxonomy

¿Qué se entiende como año normal en la Soil Taxonomy? Pon un ejemplo.

En la Soil Taxonomy, un año se considera normal cuando la precipitación anual presenta una desviación estándar que se asemeja a la desviación estándar de la precipitación promedio anual derivada de una estadística de larga duración (30 años o más). Además, la desviación estándar de la precipitación media mensual debe ser similar a la desviación estándar de la precipitación a largo plazo durante al menos 8 de los 12 meses. Por ejemplo, si la media es de 700 ± 100 mm y en 2022 la precipitación es de 500 mm, se considera que no es un año normal debido a la falta de agua.

3. Regímenes Hídricos Definidos por la Soil Taxonomy

¿Qué regímenes hídricos define la Soil Taxonomy?

La Soil Taxonomy define diversos regímenes hídricos en función de las características del suelo:

• Ácuico: Se caracteriza por un drenaje deficiente, saturación de agua y condiciones reductoras.
• Údico: Presente en suelos de climas húmedos con distribución regular de precipitación a lo largo del año (P > ETP), lo que favorece procesos de lavado.
• Xérico: Asociado a climas mediterráneos con inviernos húmedos y frescos, y veranos cálidos. Propicia el lavado durante los periodos húmedos.
• Arídico: Presente en regiones áridas y semiáridas, con precipitación inferior a la evaporación potencial (P < ETP). No favorece el lavado y las sales solubles tienden a acumularse.
• Ústico: Se sitúa en un punto intermedio entre los regímenes arídico y údico.

4. Regímenes Hídricos en la Isla de Tenerife

¿Qué regímenes hídricos se han definido en la isla de Tenerife? Distribución.

En Tenerife, se han identificado los regímenes hídricos arídico, xérico, ústico y údico.

En la vertiente norte:

• Régimen arídico-ústico, de 0 a 300 m.
• Régimen ústico, de 300 a 600/800 m.
• Régimen údico, de 600/800 a 800/1000 m.
• Régimen xérico, de 800/1000 a 2500 m.

En la vertiente sur:

• Régimen arídico, de 0 a 1000 m.
• Régimen xérico, de 1000 a 2500 m.

5. Suelo como Material de Origen

¿Puede un suelo ser material de origen de otro suelo? Coméntalo.

Sí, es factible que un suelo sirva como el material original para la formación de otro suelo. Este proceso se da cuando un suelo preexistente, que se ha desarrollado en condiciones climáticas particulares, actúa como la fuente inicial para la generación de un nuevo suelo en condiciones diferentes.

6. Paleosuelo y Suelo Fósil

Define paleosuelo y suelo fósil.

Paleosuelo se refiere a un suelo cuya formación y evolución no concuerdan con las condiciones climáticas actuales.

Por otro lado, un suelo fósil es un paleosuelo que está enterrado, es decir, cubierto por una capa alóctona de material con un espesor superior a 50 cm, ya sea de origen actual o pasado.

7. Diferencia entre los Órdenes Alfisol y Ultisol

Diferencia entre los órdenes Alfisol y Ultisol.

Los Alfisoles y Ultisoles se distinguen principalmente por el contenido de saturación de bases en relación con el suministro total de cationes. Mientras que los Alfisoles requieren un grado de saturación de bases superior al 35%, los Ultisoles tienen un grado de saturación de bases inferior al 35%.

8. Requisitos y Criterios de Clasificación para Andisoles

Para incluir un suelo en el Orden Andisol, ¿qué requisitos debe cumplir? ¿Qué reacción de cambio se utiliza como criterio de clasificación? Explícala.

Para que un suelo sea clasificado como Andisol, debe satisfacer al menos uno de los siguientes conjuntos de criterios:

1. En la fracción inferior a 2 mm:
   1. % Alo + 1/2Feo ≥ 2%.
   2. Densidad aparente de 0.9 g/cm³ cuando se mide a una retención de 33 kPa.
   3. Retención de fosfato (Método de Blackmore) igual o superior al 85%.
2. Además, debe cumplir uno de los siguientes:
   1. Contenido de vidrio volcánico en la fracción 0.02-2 mm igual o superior al 30%, y la fracción inferior a 2 mm debe tener % Alo + 1/2Feo igual o superior al 0.4%.
   2. Contenido de vidrio volcánico en la fracción 0.02-2 mm igual o superior al 5%, y la fracción inferior a 2 mm debe tener % Alo + 1/2Feo igual o superior al 2%.
   3. El % Alo + 1/2Feo en la fracción inferior a 2 mm debe estar entre 0.4 y 2%, y debe haber suficiente vidrio volcánico en la fracción 0.02-2 mm, de modo que cuando se representa el porcentaje de vidrio frente al % Alo + 1/2Feo, se ubica en la zona sombreada de la figura.

El método de Blackmore implica medir la retención de fosfato mediante la adición de una cantidad conocida de PO₄ a las muestras, seguido de agitación, centrifugado, filtrado y medición de la cantidad restante de fosfato por espectrometría óptica a 466 nm.

9. Nomenclatura en la Soil Taxonomy

¿Qué significa la siguiente nomenclatura y a qué nivel de clasificación están?

• Lithic Xeropsamments: Orden Entisoles (ent), suborden textura muy arenosa (psamment), gran grupo régimen xérico (xeropsamments) y subgrupo material subyacente coherente y duro (lithic xeropsamments).
• Udolls: Orden Mollisoles, con régimen údico.
• Vertic Argixerids: La nomenclatura es incorrecta; no puede ser Aridisol con régimen xérico y tener el prefijo ‘Vertic’ que implica propiedades de Vertisoles (arcillas expansibles) y ‘Argic’ que implica un horizonte argílico. Un Aridisol (Xerid) no suele tener un horizonte argílico bien desarrollado ni propiedades vérticas tan marcadas.

10. Clasificación de un Suelo Específico en la Soil Taxonomy

¿Cómo llamarías en la Soil Taxonomy a un Suelo con horizonte argílico con un grado de saturación en bases superior al 35%, con un régimen de humedad ústico, con horizonte nátrico, y con cierto carácter vértico?

Vertic Natrustalf (natr-ust-alf).