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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERUFACULTAD DE AGRONOMIA
DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE CULTIVOS Y FITOMEJORAMIENTO
Asignatura: Edafología Código: AFP-SI-031A
Carlos EnriqueYáñac Canchari
GÉNESIS DEL SUELO
EL SUELO
La definición de suelo tiene varios matices, según quien trate de hacerla y según la época a que corresponde esta definición; como:
Para el agricultor, el suelo viene a ser el sitio que sirve para ubicar sus semillas y producir sus cosechas.
Para el geólogo, el suelo es el recubrimiento terroso que hay sobre un lecho rocoso.
Para el constructor, el suelo es el sitio sobre el cual ubicará sus estructuras o el substrato que le suministra algunos de los materiales que requiere para hacer esta edificación.
Para el ecólogo, es uno de los de los componentes del ecosistema que estudia.
Para el químico, es el laboratorio donde se producen reacciones entre la fase sólida, liquida, gaseosa.
Los antropólogos o arqueólogos, podrán ver el suelo como un tipo de registro del pasado.
EL SUELO
“El suelo es un cuerpo natural compuesto de sólidos (minerales y materia orgánica), liquidas y gases que ocurre en la superficie de la tierra, ocupa un espacio y se caracteriza por que se diferencia del material inicial como resultado de la adición, perdidas, translocaciones, y transformaciones de energía y materia o por que es capaz de soportar plantas arraigadas en un ambiente natural”
EVOLUCIÓN DEL CONOCIMIENTO
IMPORTANCIA DEL SUELO PARA EL CRECIMIENTO DE LAS PLANTAS
Como soporte
mecánico
Como fuente de nutrientes
Como almacén de
agua
Como un medio de intercambio de
gases
Como un receptácul
o ambiental
EL ENFOQUE PEDOLÓGICO
Pedología: como ciencia estudia a los suelos, considerando como seres o entes naturales, en todos los aspectos, tanto desde su fisiográfica como desde su morfología, organización interna, características físicas, químicas, mineralogía y biológicos, y fertilidad; así como desde su origen, clasificación, evolución, sistemática, evolución geográfica, cartografía, uso, mejora y conservación.
EL ENFOQUE EDAFOLÓGICO
Edafología: como una disciplina estrictamente agronómica, como parte de la ciencia pedológica que estudia el suelo como base del mundo vegetal, es decir, su fertilidad y su economía hídrica como factores de crecimiento de las plantas.
LOS FACTORES DE FORMACIÓN DE SUELOS
En la década del 40, Hans Jenny definió los factores que interviene en la formación del suelo, mediante el siguiente modelo:
S = f (Cl, MP, O, R, t)
El orden de estos factores depende de:
Ap
Bw
C1C2
Clima + Organismos
Relieve
Tiempo
Clima + Organismos
Relieve
Tiempo
Ap
Bw
C1C2
Son factores ACTIVOS
Es factor PASIVO
Son
facto
res
de
AC
ON
DIC
ION
AM
IEN
TO
LA ACCIÓN DEL CLIMA EN LA PEDOGÉNESIS
LA ACCIÓN DEL CLIMA EN LA PEDOGÉNESIS
Como derivado de los componentes básicos del clima, quizás el más decisivo en la evolución del suelo es la evapotranspiración potencial (ETP).
H2O P-ETP
CLASIFICACIÓN DEL CLIMA
Cuadro 1: Pisos altitudinales y su temperatura característica en el sistema de clasificación de zonas de vida de Holdridge
Piso altitudinal Altitud (msnm) Biotemperatura(C)
Tropical0-1000
>24
Pre montano
1000-2000
18-24
Montano bajo2000-3000
12-18
Montano3000-4000
6-12
Subalpino 4000-4500 3-6
Alpino 4500-4800 1.5-3
Neval >4800 <1.5
PROPIEDADES DEL SUELO AFECTADOS POR EL CLIMA
Cantidad de arcilla presente en un suelo que aumenta con las precipitaciones pluviales y con la temperatura (ambos favorecen la alteración)
PROPIEDADES DEL SUELO AFECTADOS POR EL CLIMA
PROPIEDADES DEL SUELO AFECTADOS POR EL CLIMA
Acumulación de Materia Orgánica en el suelo en relación al CLIMA
EL MATERIAL PARENTAL COMO FACTOR DE FORMACIÓN DEL SUELO
SAPROLITO
EL ORIGEN DEL MATERIAL PARENTAL
EL ORIGEN DEL MATERIAL PARENTAL
ROCAS IGNEAS
Rocas Plutónicas
Rocas Hipabisales
Rocas Volcánicas
Rocas Piroclásticas
GRANITO
APLITA RIOLITA
PORFÍDICA
IGNIMBRITA
Mineral Elementos esenciales Propiedades importantes
Apatita Ca, P, Cl Fuente principal de P
Biotita (mica negra) K, Mg, Fe Formador de arcilla
Moscovita (mica blanca) K Formador de arcilla
Calcita Ca Concreciones
Dolomita Ca, Mg Concreciones
Hematita FeForma concrecionesProductor del color rojo a pardo
Limonita FeForma concrecionesProductor del color amarillo o pardo
Hornblenda Ca, Fe, Mg Abastecedor de bases
Ortoclasa K Formador de arcilla
Plagioclasa Ca, Na Formador de arcilla
Anortita Ca Formador de arcilla
EL APORTE QUÍMICO DEL MATERIAL PARENTAL
Rocas Detríticas Rocas Arcillosas Rocas Carbonatadas Rocas Evaporitas Rocas Ferruginosas Rocas Fosfatadas Rocas Orgánicas
ROCAS SEDIMENTARI
AS
EL ORIGEN DEL MATERIAL PARENTAL
PUDINGA
LUTITA DIATOMITA
SALAR
ROCAS CLÁSTICAS
SEDIMIENTO INICIALNOMBRE DE LA ROCA
TAMAÑO (mm)
NOMBRE
Mayor de 2Grava redondeada
Grava angulozaConglomerado
Brecha sedimentaria
2 a 0,05 Arenas
Cuarzo arenitaArenisca, arcosa (cuarzo y
abundante feldespato)Grauvaca - (cuarzo, feldespato y
arcilla)
0,05 a 0,002< 0,002
LimoArcilla
LimolitaLutita, Arcillilita
ROCAS NO CLÁSTICAS
TIPO DE ROCA COMPONENTESNOMBRE DE LA
ROCA
QUIMICAS
CaCO3 (calcita)(CaCO3)(MgCO3)2
SiO2 (sílice)Nacl (halita)CaCO4 2 H2O
CalizaDolomía o (dolomita)Silex (cheet)Roca de salYeso
ORGANICAS
Restos de vegetalesConchas de organismos masivos canteras Diatomeas Radioforicas
Carbón Coquina
DiatomitaRadislarita
ROCAS METAMÓRFICA
S
EL ORIGEN DEL MATERIAL PARENTAL
FILITA SERPENTINA
EL ORIGEN DEL MATERIAL PARENTAL
EL ORIGEN DEL MATERIAL PARENTAL
Fragmento o Tamaño Partícula (mm)
Bloque >600
Piedra 600 – 250
Grava 250 – 75
Gravilla 75 – 2
Arena muy gruesa 2 – 1
Arena gruesa 1 – 0,5
Arena media 0,5 – 0,25
Arena fina 0,25 – 0,1
Arena muy fina 0,1 – 0,05
Limo 0,05 – 0,002
Arcilla < 0,002
SEDIMENTOS NO CONSOLIDADOS
EL COMPONENTE MINERALÓGICO DEL MATERIAL PARENTAL
Los Minerales Primarios
Son los minerales originales de las
rocas
Se llaman o son los minerales
secundarios o minerales
neoformados
Cuando se alteran los Minerales Primarios
LOS SILICATOS
Son minerales cuya composición química se deriva del acido silícico H4SiO4 y su unidad estructural básica es un tetraedro de sílice (SiO4)4-, que posee en el centro un átomo de silicio y en los vértices cuatro átomos de oxigeno, de la manera como se va disponiendo estos tetraedros en la estructura cristalina del mineral, se forman o producen varios subgrupos de silicatos
CLASIFICACIÓN DE LOS SILICATOS
CLASE FORMA MODELO
Nesosilicato
(Del griego nesos = islas)
SiO44-
Sorosilicato
(Del griego soros = grupos)
Si2O76-
Inosilicatos
(Del griego inos = cadena)
(SiO3)n2- y
(Si4O11)n6-
CLASE FORMA MODELO
Ciclosilicatos
(Del griego ciclos = anillos)
(Si3O9)6-, (Si4O12)8- y (Si6O18)12-
Filosilicatos
(Del griego filos = hoja)
(Si4O10)4-
Tectosilicatos
(Del griego tektos = trama, red)
(SiO2)n6
CLASIFICACIÓN DE LOS SILICATOS
OTROS MINERALES
Los OXIDOS
Magnetita Fe3O4
Corindón Al2O3
Ilmenita FeTiO3
Pirolusita MnO2
Los OXIHIDRÓXIDOS
Diaspora AlO(OH) Brucita Mg(OH)2
Gibsita Al(OH)3
Los CARBONATOS Calcita CaCO3
Dolomita (Ca,Mg)(CO3)2
OTROS MINERALES
Los FOSFATOS Apatito Ca5(F, Cl, OH)(PO4)3
Los SULFATOS Anhidra CaSO4
Yeso CaSO4.2H2O
Los SULFUROS
Calcopirita CuFeS2
Pirita FeS2
Galena PbS
GRADO DE ALTERACIÓN DE LOS MINERALES PRIMARIOS
Olivino < Augita < Hornblenda < Biotita < Albita < Ortoclasa < Magnetita < Cuarzo
MINERALES SECUNDARIOSClasificación Simplificada de filosilicatos
secundarios Tipo Grupo Subgrupo Especie
1 : 1 Kanditas CaolinitasCaolinitaHaloisita
2 : 1
Esmectitas MontmorillonitaMontmorillonitaBeidelita
Vermiculita
Vermiculita dioctaédricaVermiculita trioctaédrica
Vermiculita alumínicaVermiculita trioctaédrica
Illita Illita dioctaédricaIllita o mica hidratada
2 : 1 : 1 Cloritas
Clorita dioctaédricaClorita trioctaédrica
Clorita alumínicaClorita magnésica
MINERALES SECUNDARIOS
Los ALUMINO-SILICATOS NO CRISTALINOS
Alófano A
Alófano B
Alófano AB
Los ÓXIDOS e HIDRÓXIDOS DE Fe y Al
Gibsita Al(OH)3
Hematita Fe2O3
Goethita FeO(OH)
Ferrehidrita Fe5O8.4H2O
Manganita MnO(OH)
CARACTERÍSTICAS DEL SUELO HEREDADOS A PARTIR DEL MATERIAL
PARENTAL
Textu
ra d
el
mate
rial
lito
lóg
ico
• La resistencia a la meteorización (Calidad del saprolito)
• Fenómeno de EROSIÓN ACELERADA en rocas de grano fino
• Acumulación de saprolitos pobres en bases (Textura gruesa, o se produce lavado de bases)
• Acumulación de minerales y nutrientes en el suelo
• Formación de suelos con baja CRA para las plantas
• Formación de mal drenaje
• Presencia de pedregosidad
CARACTERÍSTICAS DEL SUELO HEREDADOS A PARTIR DEL MATERIAL
PARENTAL
Com
posi
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n
min
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lóg
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del
mate
rial
lito
lóg
ico
• Dotación de una fertilidad natural
• Degradación de minerales aporta Si, Al, Ca, Mg, K, Na, Cu, Zn, Fe, y Mn al suelo
• Efecto sobre el pH del suelo
• Contaminación por elementos tóxicos como: Ba, Cr, Mn, Rb, Ni, Sr, V, y Zr
LOS ORGANISMOS COMO FACTOR DE FORMACIÓN DE SUELOS
La BIOTA del suelo viene a constituir el conjunto de flora y fauna que vive en el suelo
La mayoría de los organismos del suelo viven en el LITTER, bajo condiciones de Hº, Tº, ventilación y luminosidad que satisfagan sus necesidades
Se clasifican
en:
Microorganismos
Macroorganismos
Mesoorganismos
< 200 µm
200 µm – 6 mm
> 6 mm
CLASIFICACIÓN SEGÚN SU TAMAÑO
Atmobios
Hidrobios
Aquellos que viven en el agua del suelo (bacterias, algas, protozoarios y nemátodos)
Aquellos que viven en la atmósfera del suelo (hongos, artrópodos, moluscos y vertebrados)
CLASIFICACIÓN SEGÚN SU HÁBITAD
EdafobiosAquellos que cumplen todo su ciclo biológico en el suelo
CLASIFICACIÓN SEGÚN SU PERMANENCIA EN EL SUELO
Edafofilos
Edafoxenos
Aquellos que no todo su ciclo cumplen en el suelo, pero prefieren vivir en el suelo
Aquellos que pueden encontrarse casualmente en el suelo
LA MICROBIOTA DEL SUELO
Se encuentra preferentemente en la RIZÓSFERA Donde existe buena cantidad de C-disponible
MICROFLORA: Bacterias, hongos y algas
MICROFAUNA: Protozoarios
LAS BACTERIAS
• Son organismos más abundantes
• La mayoría son heterótrofos
• Importantes en la descomposición de la M.O.
• Algunos son capaces de fijar N2
• También existen bacterias que producen ANTIBIÓTICOS y TOXINAS que controlan patógenos
LAS BACTERIAS
Otras Bacterias oxidan algunos componentes mineralógicos
THIOBACILLUS
Oxida el Fe2+ a Fe3+ en medio ácido
Fe2+ + 1/4O2 + H+ Fe3+ + 1/2H2O
Fe3+ + 3(OH)- Fe(OH)3
LAS BACTERIAS
Pueden oxidar el ácido sulfídrico
H2S + ½ O2 Sº+H2O
Pueden oxidar el ácido elemental
Sº+1½O2+H2O SO4=+2H+
H2SO4
LAS BACTERIAS
Pueden oxidar la PIRITA
FeS2+3½O2+H2O Fe2+
+2SO4=+2H+
Pueden oxidar al COBRE
CuS + 5/2O2 + 3H+ 2Cu2+ + HSO4
- + H2O
LAS BACTERIAS
También pueden REDUCIR
Fe3+ a Fe2+ ó Mn4+ a Mn2+
Todas las manifestaciones observadas producen cambios en las condiciones NUTRICIONALES y MINERALÓGICAS
DEL MEDIO
LOS HONGOS
Participan activamente en la DESCOMPOSICIÓN del LITTER
También participa en la DESCOMPOSICIÓN de la M.O.
HUMIFICACIÓN
(Como: la celulosa, hemicelulosa, lignina, grasas y almidones)
LOS HONGOS
Otra función es la ASOCIACIÓN MICORRIZAS
Solubiliza algunos elementos químicos poco solubles ESPECIALMENTE el FOSFATO del SUELO
LAS ALGAS
CIANOBACTERIA
Son organismos autótrofos
Ellos inician el proceso de formación del suelo
LOS PROTOZOARIOS
Son animales que digieren partículas de MATERIA ORGÁNICA no soluble, transformándola en soluble
Además, controlan poblaciones de microorganismos, ya que se alimentan de bacterias y hongos
LA MESO Y MACRO FAUNA
Principalmente son:
Anélidos
Artrópodos
La LOMBRIZ
Insectos, Arácnidos, Miríapodos, Crustaceos
Otro grupo:
Nemátodos, Moluscos y Vertebrados
EL HOMBRE
Es uno de los modificadores de la naturaleza de mayor IMPACTO
LA VEGETACIÓN
La producción de humus a partir de la MATERIA ORGÁNICA
EL TIEMPO COMO FACTOR DE FORMACIÓN DE SUELOS
Era Período Época Millones de años
Arqueozoica ó Arcaica Desde la creación del
mundo hasta hace 589 millones de años.
Enfriamiento de la corteza terrestre. Formación de los mares. Aparición de los primeros seres vivos. También conocido como Precámbrico.
Arcaico Primeros seres
unicelulares 4600
Proterozoico Primeros seres
multicelulares e invertebrados.
2500
Paleozoica ó Primaria Desde hace 590 hasta
248 millones de años.
Florecimiento de los peces y los anfibios. Aparición de los primeros reptiles. Desarrollo de las plantas verdes terrestres.
Cámbrico Primeros agnatos
(peces sin mandíbulas)
590
Ordoviciense u Ordovícico
Apogeo de los agnatos 505
Silúrico Primeros osteíctios
(peces con huesos) 438
Devónico Primeros insectos no
voladores 408
Carbonífero Desaparición de los
agnatos y aparición de los primeros anfibios
Missisippiense 360
Pennsylvaniense 320
Pérmico Apogeo de los anfibios
y aparición de los primeros reptiles
290
EL TIEMPO COMO FACTOR DE FORMACIÓN DE SUELOS
Mesozoica ó Secundaria
Desde hace 245 hasta 66 millones de años.
Era de máximo florecimiento de los reptiles en toda su variedad de formas. Surgen los mamíferos primitivos y las aves a partir de algunas formas reptilianas.
Triásico Aparición de
pterosaurios, saurisquios e ictiosaurios
245
Jurásico Saurópodos pesados,
estegosaurios, carnosaurios
208
Cretácico ó Cretáceo Extinción de
saurópodos pesados y estegosaurios. Apogeo de anquilosaurios, carnosaurios, ceratopsios y cocodrilos
138
EL TIEMPO COMO FACTOR DE FORMACIÓN DE SUELOS
Cenozoica ó Terciaria Desde hace 65
millones de años a la época actual.
Extinción casi total de los reptiles, excepto los actuales lagartos, serpientes, tortugas, cocodrilos y tuátaras. Expansión de los mamíferos. Aparición del hombre.
Terciario Apogeo de los
mamíferos.
Paleoceno 65
Eoceno 55
Oligoceno 38
Mioceno 25
Plioceno 5
Cuaternario Especialización de los
mamíferos. Aparición de los primates y el hombre.
Pleistoceno 2
Holoceno 0.01
EL TIEMPO COMO FACTOR DE FORMACIÓN DE SUELOS
Resulta imposible hacer afirmaciones categóricas acerca de las diversas etapas del desarrollo de los suelos
Cenozoica ó Terciaria Desde hace 65
millones de años a la época actual.
Extinción casi total de los reptiles, excepto los actuales lagartos, serpientes, tortugas, cocodrilos y tuátaras. Expansión de los mamíferos. Aparición del hombre.
Terciario Apogeo de los
mamíferos.
Paleoceno 65
Eoceno 55
Oligoceno 38
Mioceno 25
Plioceno 5
Cuaternario Especialización de los
mamíferos. Aparición de los primates y el hombre.
Pleistoceno 2
Holoceno 0.01
EL TIEMPO COMO FACTOR DE FORMACIÓN DE SUELOS
Los cambios en el CLIMA y la VEGETACIÓN generan otra complicación que desvía las rutas de le formación del suelo en una u otra dirección
Cenozoica ó Terciaria Desde hace 65
millones de años a la época actual.
Extinción casi total de los reptiles, excepto los actuales lagartos, serpientes, tortugas, cocodrilos y tuátaras. Expansión de los mamíferos. Aparición del hombre.
Terciario Apogeo de los
mamíferos.
Paleoceno 65
Eoceno 55
Oligoceno 38
Mioceno 25
Plioceno 5
Cuaternario Especialización de los
mamíferos. Aparición de los primates y el hombre.
Pleistoceno 2
Holoceno 0.01
EL TIEMPO COMO FACTOR DE FORMACIÓN DE SUELOS
ENTONCES: no todos los suelos se han estado desarrollando durante la misma LONGITUD de TIEMPO
Cenozoica ó Terciaria
Desde hace 65 millones de años a la época actual.
Extinción casi total de los reptiles, excepto los actuales lagartos, serpientes, tortugas, cocodrilos y tuátaras. Expansión de los mamíferos. Aparición del hombre.
Terciario Apogeo de los
mamíferos.
Paleoceno 65
Eoceno 55
Oligoceno 38
Mioceno 25
Plioceno 5
Cuaternario Especialización de
los mamíferos. Aparición de los primates y el hombre.
Pleistoceno 2
Holoceno 0.01
Sin embargo: la mayoría de suelos que conocemos actualmente se han formado en la ERA CUATERNARIA
Cuya edad es de 1 600 000 años, desde el PLEISTOCENO INFERIOR.
En esta edad acontece la EXTINCIÓN de grandes mamíferos y el desarrollo del HOMBRE.
Villolta (1997): reporta una clasificación del tiempo geomorfológico.
PERIODO EPOCA EDAD (años)
TERMINO FISIOGRÁFICO DE EDAD
RELATIVA
TERCEARIO Plioceno 3 600 000 – 1 800 000
Muy antiguo
CUATERNARIO
Pleistoceno inferiorPleistoceno superiorTardiglacialHoloceno inferiorHoloceno medioHoloceno superiorNeoboreal
1 800 000 – 730 000
730 000 – 12 000
11 5009 4007 1002 600600
AntiguoAntiguoSubrecienteSubrecienteRecienteSubactualActual
PEDOLÓGICAMENTE:
EDAD y GRADO DE EVOLUCIÓN no tienen el mismo significado
Debido a que bajo condiciones ambientales diferentes suelos que se derivan del mismo material parental tienen diferente evolución, aunque la edad es el mismo
BUOL (1997) reporta, que la formación del SOLUM de un OXISOLS con 1 m de espesor en AFRICA , puede gastar 75 000 años.
En cambio, el endurecimiento de arcilla para formar LATERITA después de su exposición al aire, demanda solo alrededor de 35 años.
Al incrementar el grado de evolución el SUELO:
Reduce su fertilidad
Aumenta el tono rojo (color)
Presenta mejor desarrollo del perfil y de la estructura
Disminuye el contenido de minerales meteorizables
