Los Suelos Sistemas Naturales1GENESIS DEL SUELO Y CARACTERSTICAS GENERALES.LOS SUELOS SISTEMAS NATURALESLos suelos son sistemas naturales abiertos y complejos, que se forman en la superficie de la corteza terrestre donde viven las plantas y gran diversidad de seres vivos y cuyas caractersticas y propiedades se desarrollan por la accin de los agentes climticos y biticos actuando sobre los materiales geolgicos, acondicionados por el relieve y drenaje durante un perodo de tiempo.I- FORMACIN DE LOS SUELOS1- Material madre de los suelos a- Minerales primariosLa fuente primaria de los materiales geolgicos son las rocas gneas, las cuales varan segn su magma de origen, dando minerales distintos por su estructura y composicin qumica, siendo las ms importantes las rocas gneas silicatadas. Los silicatos tienen una estructura tetradrica en cuyo centro est el tomo de silicio y cuyos vrtices contienen sendos tomos de oxgeno. La forma bsica es SiO4. El oxgeno se enlaza siempre a dos silicios (uno en el centro de un tetraedro, otro en el centro de un tetraedro vecino).El Cuadro 1 muestra los principales elementos qumicos en la corteza terrestre y el Cuadro2 muestra los parmetros fsico qumicos de algunos elementos estructurales. Estos elementos estn organizados por una estructura en tetraedros de silicio y octaedros de aluminio.Cuadro 1: Abundancia de los elementos en la corteza terrestre segn su porcentaje en peso.Elemento%Oxgeno47.0Silicio27.5Aluminio8.6Hierro5.0Calcio3.5Sodio2.5Potasio2.52Magnesio2.0Titanio0.6Fuente: Curso de Edafologa Minerales primarios del suelo (Universidad Nacional de Catamarca)Cuadro 2 Parmetros fisicoqumicos de los principales elementos simples constituyentes de la litosfera.ElementoEstado de oxidacin(1) (2)Radio inicoA (2)Potencial inicoQ = Z/r (2)R. catinR oxigenoZ/rIndice de coordinacin(2)Fuerza electrosttica de enlaceZ/ICO2-1.40------------Si4+0.429.50.3041Ti4+0.685.90.4960.67Zr4+0.795.10.5660.67Al3+0.515.90.3640.75Fe3+0.644.70.4660.50Mg2+0.663.00.4760.33Fe2+0.742.70.5360.33Mn2+0.802.50.5760.33Ca2+0.992.00.7160.33Li1+0.681.50.4860.17Na1+0.971.00.6980.13K1+1.300.770.9380.13Fuente: Curso de Edafologa Minerales primarios del suelo (Universidad Nacional de Catamarca)(1) Corresponde a los estados de oxidacin ms probables(2) Segn Loughnan F.C. (1969)3Las formas adoptadas por los silicatos son mltiples. Puede haber sustituciones de silicio tetravalente por aluminio trivalente, lo que permite la entrada de otros cationes en la red para compensar esa deficiencia de carga. Los grupos SiO4 estn a veces enlazados entre s mediante cationes. Cada conjunto (SiO4) forma una unidad, y cada catin separa unas unidades de otras.Estas estructuras pueden organizarse de la siguiente forma:1- Mesosilicatos: cada unidad estructural, tetraedro, esta unido por puentes, con un catin intermediario entre dos silicatos, lo que hace que la estructura sea muy dbil y el mineral se altera fcilmente.2- Sorosilicatos: la unidad fundamental son pares de tetraedros unidos por un vrtice y enlazados con otros pares por cationes.3- Ciclosilicatos: se forman tri, tetra o hexmeros de silicatos en forma de anillos, unidos entre s por cationes. Los minerales forman estructuras complejas pero las uniones son dbiles.4- Inosilicatos: los tetraedros forman cadenas simples (piroxenos) y dobles (anfboles);presentndose puntos de debilidad en los elementos qumicos que unen las cadenas.5- Filosilicatos: (Micas) estructura laminar donde la unin de tetraedros y octaedros es en capas superpuestas. Son estructuras complejas de difcil alteracin.6- Tectosilicatos (estructura tridimensional) y feldespatos: uniones muy fuertes y difcilmente alterables.Estas estructuras junto con la composicin qumica, explican porque unos minerales son mucho ms alterables que otros.4PIROXENO ANFIBOLINOSILICATOSa- Cadenab- Seccin transversalMESOSILICATOS5FILOSILICATODisposicin espacialde los tomos de un filosilicato6a- TETRAEDROS SIMPLESb- SOROSILICATOSc, d, e - CICLOSILICATOSTECTOSILICATO - Feldespato7b) Rocas gneasLas rocas gneas (del latn igneus) o magmticas se forman a partir de la solidificacin de un fundido silicatado o magma. La solidificacin del magma y su consiguiente cristalizacin puede tener lugar en el interior de la corteza, tanto en zonas profundas como superficiales, o sobre la superficie exterior de sta.Si la cristalizacin tiene lugar en una zona profunda de la corteza, las rocas se denominan intrusivas. Si la solidificacin magmtica es en la superficie terrestre, las rocas se denominan extrusivas. Por ltimo, si la solidificacin magmtica se produce cerca de la superficie de la tierra, de una manera relativamente rpida y el magma rellena pequeos depsitos, las rocas se denominan filonianas ya que por lo general estn rellenando grietas o filones.Los diferentes silicatos que constituyen las rocas gneas cristalizan en un orden determinado, que est condicionado por la temperatura. La serie de cristalizacin de Bowen (1928) muestra el orden de cristalizacin de los distintos silicatos. La Figura 1 muestra la Serie de Bowen.Figura 1: Serie de cristalizacin de BowenFuente: www.uam.es8De la Serie se pueden distinguir tres grupos de minerales: Los ferromagnesianos, con alto contenido en hierro y magnesio (olivino, piroxenos, anfboles, biotita), de colores oscuros. Forman una serie de cristalizacin discontinua y cristalizan en un rango de temperaturas altas. Las plagioclasas, que forman una serie de cristalizacin continua entre la anortita y la albita. Cristalizan tambin en un intervalo de temperaturas altas - medias . Silicatos no ferromagnesianos (cuarzo, moscovita y ortosa): son los minerales que cristalizan a menor temperatura. Estos minerales contienen una mayor proporcin de aluminio, potasio, calcio y sodio, que de hierro y magnesio.La clasificacin de las rocas gneas se realiza en funcin de la textura y de la composicin qumica, tal como se observa en la Figura 2.Figura 2 Clasificacin de Rocas gneas Fuente: www.uam.es9c) Rocas metamrficas.Son el resultado de la transformacin de una roca debido a la adaptacin a condiciones ambientales diferentes de las existentes durante el periodo de formacin de la roca premetamrfica. La transformacin tiene lugar en estado slido y consiste en recristalizaciones, reacciones entre minerales, cambios estructurales, transformaciones polimrficas, etc., asistidas por una fase fluida intergranular. Los factores que desencadenan el proceso metamrfico son los cambios de temperatura y presin, as como la presencia de fluidos qumicamente activos.Su clasificacin se basa, fundamentalmente, en la composicin mineralgica, en la textura (el factor ms importante es el tamao de grano y la presencia o ausencia de foliacin) y en el tipo de roca inicial antes del producirse el proceso metamrfico. Por lo tanto, la composicin mineralgica de una roca metamrfica va a depender de la composicin de la roca inicial, y del grado de metamorfismo que haya alcanzadoLa Figura 3 muestra la clasificacin de las rocas metamrficas. Figura 3: Clasificacin de rocas metamrficas.Fuente: www.uam.es10d- Rocas sedimentariasEste tipo de roca, se forma por acumulacin de sedimentos que, sometidos a procesos fsicos y qumicos, resultan en un material de cierta consistencia.Pueden formarse a las orillas y desembocaduras de ros, en el fondo de barrancos, valles, lagos y mares, y se encuentran dispuestas formando capas o estratos. Cubren ms del 75 % de la superficie terrestre, formando una cobertura sedimentaria sobre un zcalo formado por rocas gneas y, en menor medida, metamrficas. Sin embargo su volumen total es pequeo cuando se comparan con las rocas magmticas, que forman la mayor parte de la corteza y la totalidad del manto.Las rocas sedimentarias se caracterizan por: Presentan una estructura estratificada (estratos), con capas producidas por el carcter a la vez progresivo y discontinuo del proceso de sedimentacin. Contienen generalmente fsiles. Ser ms o menos permeables, sobre todo las detrticas, lo que favorece la circulacin o depsito de agua subterrnea e hidrocarburos.Pueden clasificarse por su gnesis en: Rocas detrticas, formadas por acumulacin de derrubios procedentes de la erosin y depositados por gravedad. stas a su vez se clasifican sobre todo por el tamao de los derrubios, que permite distinguir entre conglomerados, areniscas y rocas arcillosas. Rocas organgenas, las formadas con restos de seres vivos. Rocas qumicas o rocas de precipitacin, formadas por depsito de sustancias previamente disueltasPor su composicin se clasifican en: arcillosas calizas silceas (arenas y areniscas) orgnicas (carbn mineral) salinas (yeso y sales precipitadas)11El Cuadro 3 muestra la composicin de algunas rocas sedimentarias y metamrficas.Cuadro 3: Algunos de los ms importantes rocas sedimentarias y metamrficas y sus minerales dominantesMineral dominanteRoca SedimentariaRoca MetamrficaCalcita (CaCO3)LimonitaMarbleDolomita (CaCO3 MgCO3 )DolomitaMarbleCuarzo (SiO2 )AreniscasCuarcitaArcillasEsquistosSlateVariableConglomeraosGneissFuente: The Natural and properties of soils (Brady and Weil, 1996)En relacin a la alterabilidad, la misma es muy alta en rocas bsicas y muy baja en rocas cidas. Varan mucho en su composicin qumica, lo cual est relacionado con la riqueza en elementos y sobre todo con su acidez-basicidad.FORMACION DE LA CORTEZA DE ALTERACION Y EL MATERIAL MADRE DE LOS SUELOSLas rocas gneas y metamrficas al estar en superficie son atacadas por agentes climticos y biticos sufriendo dos tipos de procesos: alteracin fsica y alteracin qumica.Muchas veces las rocas soportan procesos de tectonizacion, fragmentacin por movimientos internos de la corteza, hasta llegar a un tamao de unos pocos centmetros. El efecto de recalentamiento de la roca, permite que sus minerales se expandan y al tener cada uno distinta expansividad, se desagregan. De igual forma, al absorber agua se produce un fenmeno semejante, pudiendo llegar hasta fracciones limo. Si la vegetacin es pobre (por ejemplo, en un clima ardico) estos materiales pueden ser transportados por el viento.12Una vez instalada la vegetacin hay una accin fsica de las races al penetrar por las fisuras, aunque el agua y la vegetacin actan tambin qumicamente. Los minerales al absorber agua (lquido dipolar) rompen los equilibrios inicos de la estructura y se expanden Esto se observa en el Cuadro 4.Cuadro 4: Volmenes moleculares de minerales primarios y sus correspondientes minerales secundarios.Mineral primarioVol. molecular(cm3/SiO2)Mineral secundarioVol. molecular(cm3/SiO2)Ortoclasa36.5Serecita46.1Ortoclasa36.5Caolinita49.1Leucita41.2Caolinita49.1Olivino43.9Serpentina51.4Fuente: Soil Science A.A. (Rode, 1962)Por procesos de hidratacin e hidrlisis sufren transformaciones y descomposiciones. La acidificacin del agua por bicarbonatos, cido ntrico y cidos orgnicos producidos por los vegetales y por los microorganismos (ac. oxlico, ac. ctrico), o agentes complejantes tambin descomponen los minerales. Esto se puede ver en las siguientes ecuaciones.KAlSi3O8 + H2O hidrlisis HAlSi3O8 + K+ + OH-(slido) (lquido) (slido) (solucin)2 HAlSi3O8 + 2 H2O hidrlisis Al2O3 + 6 H4SiO4(slido) (lquido) (slido) (solucin)Al2O3 + 3 H2O hidratracin Al2O3.3H2O (slido hidratado)Fuente: The Natural and properties of soils (Brady and Weil, 1996)13El Cuadro 5 muestra los principales minerales primarios y secundarios encontrados en los suelos y listados por orden decreciente de resistencia a la temperizacin.Cuadro 5: Principales minerales primarios y secundarios encontrados en los suelos y listados por orden decreciente de resistencia a la temperizacin bajo condiciones normales de temperatura y humedad en regiones templadasFuente: The Natural and properties of soils (Brady and Weil, 1996)Minerales Primarios Minerales SecundariosCuarzo SiO2Muscovita KAl3Si3O10(OH)2Microclina KAlSi3O8Ortoclasa KAlSi3O8Biotita KAl(Mg,Fe)3Si3O10 (OH)2Albita NaAlSi3O8Hornblenda Ca2Al2Mg2Fe3Si6O22(OH)2Augita Ca2(Al,Fe)4(Mg,Fe)4Si6O24Anortita CaAl2Si2O8Olivino (Mg,Fe)2SiO4Geothita FeOOHHematita Fe2O3Gibsita Al2O3.3H20Minerales arcillosos Al silicatosResistenciaDolomita CaCO3.MgCO3Calcita CaCO3Yeso CaSO4.2H2O14La oxidacin del hierro (Fe+3) desajusta las estructuras y las hace ms alterable. Todas estas reacciones pueden superponerse lo que hace una mecnica de ataque complejo.Hay dos grandes procesos de alteracin:A) Transformacin. Los minerales por procesos progresivos se transforman unos en otros, por ejemplo, las micas se transforman en arcillas. Son sistemas poco agresivos, y se dan bsicamente en suelos de praderas.B) Lisis y resntesis. El mineral se descompone totalmente y luego por un proceso de reordenamiento de los productos se resintetiza dando un mineral secundario. Estos procesos ocurren en ambientes agresivos, por ejemplo, en los bosques de latifoliadas.El Cuadro 6 muestra en URSS, un estudio de Polinov donde encontr la siguiente movilidad de los productos de alteracin, relacionados con la solubilizacion en agua.Cuadro 6 Movilidad relativa de productos solubles. (B.B. Polynov)Iones y xidosMovilidad relativaCl 1100.00SO4 -257.00Ca +23.00Na +12.40Mg +21.30K +11.25SiO20.20Fe2O30.04Al2O30.02Fuente: Soil Science A.A. (Rode, 1962)Se nota la gran diferencia de movilidad de los aniones con bases con la slice y sobre todo con Fe y Al lo cual est relacionado con la movilidad de cada elemento y con los compuestos que se forman.A- Cortezas residuales de alteracin son las que se forman in situ y varan mucho segn las condiciones climtico ecolgicas y las del relieve.15Puede ser:1. Detrtica: en reas montaosas donde se pierde mucha roca y quedan los detritos de fragmentos de los minerales primarios o de las rocas.2. Carbonatada: tambin de zonas montaosas con clima ardico donde no hay movimiento de carbonatos de calcio que se acumulan como incrustaciones.3. Sialticas: de climas templado-clido hmedo donde se acumulan los productos de alteracin mezclados con fragmentos de minerales primarios.4. Alticas: de clima tropical hmedo con dominios de sesquixidos aunque tienen aluminio silicatos secundarios.B- Cortezas de deposicin: son las que se forman por transporte por viento, agua o hielo.1- Depsitos sialticos: arcillosa, limosa y/o arenosa con minerales secundarios (arcillas) mezclados con granos de minerales primarios (principalmente cuarzo y feldespato)2- Depsitos sialiticos carbonatados: arcillosa o limosa, semejantes a la anterior pero con CaCO3, Mg y dolomitas.3- Depsitos sialiticos con cloruros, sulfatos y carbonatos: limosas, arcillosas y a veces arenosas. Parecida a la anterior pero con sales.Los procesos de deposicin pueden ser: coluvial, aluvial, marino, lacustre, glaciar y elico.II- LOS FACTORES DE GNESISSe reconocen a los agentes climticos y biticos como los factores forzadores del sistema, porque aportan materia y energa y son agentes activos, los restantes factores actan como agentes reguladores. Todos en su conjunto, forman el ambiente del Sistema.El sol aporta energa que regula la temperatura; la atmsfera aporta el agua y el aire, agentes activos y base para la vida y la alteracin de los minerales que promueven la dinmica geoqumica del paisaje. El rgimen trmico y el rgimen hdrico de los suelos son dos factores clave en la clase e intensidad de los procesos de gnesis y su gran variante segn los climas son base de los grandes tipos de suelos del planeta. De igual manera, los agentes biolgicos del ecosistema tiene una enorme importancia debido a:1. El efecto sombra que regula la temperatura del suelo2. Por la accin del sistema radicular produciendo pedotubulos163. Por la absorcin del agua y nutrientes los cuales son reciclados y forman las estructuras vegetales, las cuales, al morir acumulan materia orgnica en el suelo4. Por la segregacin de sustancias qumicamente activas frente a los minerales.Los organismos del suelo presentan alta capacidad para descomponer y/o transformar los residuos vegetales, liberando los elementos qumicos o produciendo sustancias hmicas de enorme importancia en la fsica-qumica del suelo y en la nutricin mineral de las plantas.La materia mineral forma la estructura fsica de los suelos (importa para la circulacin y la retencin del agua y la aireacin del suelo, en permanente interaccin con los procesos biogeoqumicos). Aporta nutrientes y bases para la regulacin del pH. La transformacin por la accin de agentes qumicos y biolgicos da origen a las arcillas que regulan la textura del suelo y tienen una gran actividad fsico-qumica; los xidos libres, principalmente hierro, son muy importantes en los suelos tropicales. La gran variedad de rocas gneas (por su estructura y geoqumica); y sedimentarias (arcillosas, limosas, arenosas) influyen con su textura, o a travs de su cemento, en la geoqumica y fertilidad de los suelos. Son una de las causas principales de las diferencias de los mismos.La topografa y drenaje regulan los movimientos de las aguas de escurrimiento superficial y subsuperficial y con ellos se mueven los elementos qumicos segn su solubilidad (cationes, aniones y compuestos qumicos) en un proceso que se denomina Geoqumica del Paisaje y que diferencia las tierras altas de las bajas, reguladas por las condiciones de drenaje. Regula el potencial redox.Todos los procesos tienen su tiempo, siendo unos mucho ms rpidos que otros.III - LOS PROCESOS DE GNESIS DE LOS SUELOS En el proceso de gnesis se dan dos situaciones diferentes: a) Que el suelo se forme sobre una corteza residualb) Que el suelos se forme a partir de corteza de deposicin.a)- Sobre la corteza residual, los procesos de pedognesis se van integrando gradualmente a la alteracin. Al principio, la superficie de las rocas alteradas van siendo colonizadas por bacterias, lquenes, musgos, luego por plantas superiores y finalmente por el ecosistema de la regin. En este momento est en funcionamiento la pedognesis tipo de la regin y se dan los procesos caractersticos de ella.b)- En la corteza de deposicin hubo procesos anteriores de alteracin. Sobre estos materiales se instala la vegetacin siguiendo una sucesin hasta llegar al ecosistema tipo que es el momento de la pedognesis.17Gnesis. Los procesos fundamentales de los suelos.Los suelos como sistemas naturales y en consecuencia abiertos, se forman por los siguientes procesos:1. Entradas y salidas de materia (agua, races, organismos del suelo y restos vegetales) y energa (del sol y de los residuos) que enriquece al suelo de nutrientes, le provee de agua y regula su temperatura, hay acumulacin de materia orgnica, principalmente en el horizonte superior. Paralelamente, se desarrolla la sucesin vegetal que conduce a la formacin del ecosistema propio de la regin climtica ecolgica.2. Transformacin de la materia orgnica y mineral por la accin de los agentes qumicos y biolgicos en un ambiente hmedo, dando como producto compuestos minerales (arcillas y xidos) y sustancias hmicas las que son tpicas de cada regin climtica ecolgica (o ecosistema) y siendo los minerales fundamentales para la retencin y liberacin de nutrientes y en formar la estructura del suelo.3. Traslocacin de la materia por:a) Reciclaje de las plantas que al depositar residuos concentra la materia orgnica y elementos qumicos minerales en la superficie del suelo desarrollando de esta forma la fertilidad.b) El agua que transporta en sentido descendente materia mineral y orgnica en solucin o en suspensin dando lugar a la formacin de horizontes especficos subsuperficiales y a las prdidas por drenaje.4. Reorganizacin de la materia, por procesos fsico qumico y biolgicos, tales como la cristalizacin de la materia mineral, la formacin por polimerizacin de sustancias hmicas de alto peso molecular, la formacin de complejos rgano- minerales y de estructuras a nivel micro, meso y macro. La combinacin de estos procesos permiten la formacin de los horizontes del suelos y del sistema circulatorio para el agua y el aire, fundamentales para la vida del suelo.Los distintos suelos del mundo se forman por las variaciones cualitativas y cuantitativas de estos procesos, los que estn relacionadas y en parte reguladas por los ritmos y los ciclos climticos y biolgicos del ecosistema del cual el suelo forma parte. Esto sin perjuicio de los condicionamientos de los materiales geolgicos y el paisaje.La interaccin en interdependencia recproca es de una gran complejidad: el suelo provee el ambiente adecuado para el sistema radicular de la asociacin vegetal y es el sistema descomponedor de todos los residuos orgnicos.18El ecosistema del suelo y el clima regulan las condiciones trmicas e hdricas del suelo, permite el reciclaje de los minerales, que junto a los aportes orgnicos construye la fertilidad del suelo.Los regmenes trmicos, hdricos y de aireacin del suelo as como sus procesos endgenos, no slo dependen del ambiente sino tambin de los propios mecanismos de regulacin construidos por el sueloIV - PROCESOS BIOCLIMTICOS DE LA ALTERACIN DE LA FRACCIN MINERAL DE LOS SUELOS Y LA FORMACIN DEL COMPLEJO DE ALTERACINA- Los procesos qumicos tienen como agentes el agua, el oxgeno y los cidos minerales y orgnicos. Esto se puede observar en la Figura 4Figura 4 Procesos de formacin del complejo de alteracin (Fuente: Abrg de pdologie Ph. Duchaufour 1997)MineralesPrimariosHerenciaMinerales HeredadosAlt. BioqumicaTransformacin Arcillas transformadasSolubilizacin Geles amorfosAlt. geoqumicaNeoformacinArcillas neoformadasLiberacin de Si, Al, FeCristalizacinOxidos cristalinos19La transformacin se produce en las micas, las cuales no cambian su estructura. La degradacin implica descomposicin, donde algunos productos se pierden en solucin y otros evolucionan a geles amorfos que posteriormente pueden cristalizar. En la neoformacin hay descomposicin y rpida evolucin a arcillas de neoformacin. Muchos de estos nuevos minerales reaccionaran con las sustancias hmicas formando complejos organo minerales.Estos procesos de transformacin estn regulados por los factores bioclimticos.Alteracin bioqumica: ligada al tipo de humus, al pH y la actividad biolgica. Se puede detallar:a) Hidrlisis neutra: se produce en los suelos de pradera con predominio de herencia(Mica, Illita) y transformacin en Vermiculita y Montmorillonita.b) Acidolisis: se forma en bosques de latifoliadas, con pH menor a 5 y formacin de compuestos cidos (sulfatos, nitratos) y liberacin de aluminio, el cual en parte pasa a la estructura de la arcilla (Clorita) y parte acta como catin libre.c) Complejolisis: se forma en bosques de conferas con gran produccin de agentes complejantes que transportan con el agua aluminio, hierro y sustancias hmicas de bajo peso molecular las que forman horizontes especiales en el B.Alteracin geoqumica: es una hidrlisis total de los minerales primarios en ausencia de materia orgnica, siendo predominantes los hidrxidos de hierro y aluminio y a veces formando arcilla microcristalina (caolinita) en suelos tropicales perhmedos.Complejo de alteracinArcillasSon estructuras laminadas de tetraedros de slice y octaedros de aluminioCaolinita: es una arcilla simple, de estructura tipo 1:1, formada por una lmina de slice y una de almina unidas fuertemente y formando cristales de 1 micra. No tiene sustituciones isomrficas y tiene completa saturacin de las cargas salvo los bordes.Illita: est formada por dos capas de slice y una de almina (estructura tipo 2:1) con sustituciones isomrficas en la capa tetradrica, lo que hace que tenga exceso de cargas y pueda fijar potasio en la intercapa.Montmorillonita: presenta una estructura tipo 2:1 con sustitucin isomrfica en la capa octadrica lo que le da exceso de carga y capacidad para retener cationes.20Vermiculita: tiene una estructura tipo 2:1 con el mismo tipo de sustitucin que la montmorillonita.Clorita: de estructura 2:1:1 y es una arcilla 2:1 con una capa octadrica entre las capas, de unin dbil y con tendencia a degradarse.Los oxi hidroxidos (Fe, Al, Mn, Si) constituyen junto a las arcillas una fraccin importante del complejo de alteracin. Cuando son liberados, tienden a pasar a formas insolubles (amorfo o cristalina) y generalmente se asocian a otros elementos del complejo, principalmente arcillas.El hierro en medio bien aireado de pradera (mull) se asocia a las arcillas; en suelos de bosque forma complejos mviles. Las formas cristalinas son goethita (FeOOH) de color ocre, que se forma a medida que se libera de sus agentes complejantes y hematita (Fe2O3), de color rojo, propia de los climas tropicales, sin agentes complejantes y con perodo seco.El aluminio es importante en su forma inica (medio cido, con pH menor a 5) y su tendencia es a formar minerales arcillosos siendo los xidos poco abundantes. La forma cristalina, gibsita predomina en los suelos ferralticosLa slice existe bajo forma libre, cristalizada (cuarzo) o combinada en los silicatos. Al liberarse el cido monosilcico (SiO4H4) soluble, por consecuencia mvil, puede pasar a forma amorfa o cristalina, o ser transportado por el agua y ser reciclado por las plantas y acumularse en el horizonte A, pudiendo evolucionar a arcillas de neoformacin tanto en clima hmedo como semirido.En el Cuadro 7 se presentan los tipos de alteraciones climticas.Cuadro 7: Alteraciones climticasClimaSueloTipo de alteracinFormacin de arcillaTransformacinNeoformacinBorealPodzolComplexolisisDegradacinSolubilizacinNulaTempladoPodzol (mor)ComplexolisisDegradacinSolubilizacinNulaBrun (mull)AcidolisisTransformacin(degradacin21moderada)MediterrneoFersialiticoHidrolisis neutraHerenciaTransformacin(bisialitizacin)TropicalFerruginoso tropicalHidrlisis totalHerencia, TransformacionlimitadaMonosialitizacinVerticoHidrlisis totalHerencia, Transformacion limitadaFuerte(Bisialitizacin)EcuatorialFerraliticoHidrolisis totalHerencia, TransformacionnulaFuerte(monosialitizacin, alitisacin)ECOLOGA DE LA ALTERACINHay tres grandes grupos de factores:a)- Factor tiempob)- Factores bioclimticos: temperatura y precipitacinc)- Factores locales: material madre, topografa y drenaje.a)- Factor tiempo: en los suelos jvenes (menores a 10.000 aos) las arcillas de transformacin y de neo formacin dominan la bisialitizacin. En cambio en los suelos viejos domina la monosialitizacin y la alitisacin y son paleo suelos.b)- Factores bioclimticos: El planeta tiene 3 grandes regiones trmicas: permafrost, templada y tropical. La regin templada puede ser: templada fra, templada media y templada clida; y la regin tropical puede ser sub tropica, tropical y ecuatorial. Esta dos ltimas tienen varias subregiones: ardica, subhmeda, hmeda y perhumeda, lo que da un total de 24 zonas climtico ecolgicas con sus ecosistemas tpicos y los grandes tipos de suelos22c) Factores localesi) Material madre: la gran variedad de rocas gneas (por su estructura y composicin) y de rocas sedimentarias por su estructura fsica y composicin hacen que este factor tenga un gran efecto. Esto es muy tpico en Uruguayii) Topografa: permite una absorcin de agua diferencial, lo cual est relacionado al mayor o menor escurrimiento sobre el suelo y movimiento dentro del suelo.iii) La posicin en el paisaje hace que el drenaje sea distinto para un suelo de loma, de ladera o de planicie y en consecuencia su aireacin y sus procesos de formacin.LA FRACCIN ORGNICA Aspectos generalesLa fraccin orgnica del suelo se forma a partir de los residuos de la vegetacin que llega al suelo: mantillo de los bosques, races de los pastos o residuos de las cosechas y animales. Estos residuos sufren 2 procesos: parte se mineraliza producindose compuestos simples y parte se humifica pudiendo sufrir una mineralizacin secundaria. Eso se observa en la Figura 5.Figura 5 Descomposicin de la materia orgnica fresca: humificacin y mineralizacinMineralizacin primaria CO , SO -2, PO -3,Materia orgnica fresca2 4 4+ - .NH4 ,NO3etcHumificacinHumusReorganizacinMineralizacin secundariaCO2, SO4-2, PO4-3, NH4+,NO3- etc.23Este fenmeno puede ser rpido o lento, siendo los factores que lo regulan la formacin del complejo organomineral que lo inmovilizan y la actividad biolgica regulada por condiciones ambientales. Por ello, algunos suelos (pradera, andosoles) acumulan en tanto otros (bosques de latifoliadas cidos) el humus es menor y en los bosques de conferas (muy cidos y de poca actividad biolgica) se acumulan en superficie los residuos y la alteracin es muy baja. Los suelos de pradera presentan un horizonte A, con alto tenor de humus de gran espesor, y muy evolucionado. El humus Mor es el menos activo con un horizonte Ao que tiene 3 horizontes que son liter- fermentacin-humus Mor que est sobre la superficie del suelo. Es muy poco evolucionado y tiene compuestos orgnicos solubles, que pueden migrar al horizonte Bh. El horizonte A1 es muy dbil y no se forman complejos organo-minerales.Los Moder se forman con vegetacin de bosque mixto; es semejante al Mor con menos residuos acumulados y es poco activo.Los Mull forestal se forman por una descomposicin rpida del mantillo que no se acumula. Se forman agregados estables organo-minerales y un horizonte A1 con humus algo evolucionado y muy prominente en las andosoles (evolucin lenta).Composicin de la materia organiza fresca del mantilloEn los suelos de pradera domina el aporte por parte de las races, al cumplir cada especie su ciclo anual. Hay una descomposicin rpida y una humificacin con aporte de nutrientes y humus que evoluciona en los periodos secos.En los suelos forestales de confieras, los residuos se acumulan y tienen una evolucin lenta en un medio muy cido dando Moder o Mor.En los bosques de haya o de roble, hay una cada de residuos anual de dos a cuatro toneladas que se transforma en elementos solubles o se humifican. Si hay un sotobosque de festuca provee 40 a 50% de los residuos. Una selva tropical recibe entre 10 y 15 toneladas de residuos anuales.Los factores positivos de los residuos son: tenores altos de hidratos de carbono y una relacin carbono/nitrgeno baja.Son negativos la lignina, los lpidos, los taninos condensados, alta relacin C/N (tpico de residuos de resinosas y ericasias).A- Humificacion.De igual forma que actan las condiciones ambientales, el tipo de residuo es muy importante en la velocidad de humificacion, y su disposicin (sobre el suelo o dentro del mismo) lo que implica que algunos residuos se descompongan rpidamente (neoformacion) y otros lleven aos (mantillo de pino) siguiendo procesos de herencia y transformacin. Por24neoformacion se desarrollan las compuestos hmicos y por herencia y transformacin las huminas.Todos los compuestos (esteres, lignina, tanino, polisacaridos y protidos) participan en el proceso hasta formar el ncleo (noyaux) y los cidos hmicos que son los compuestos hmicos y las huminas (que se forman en una lnea independiente por herencia y transformacin). Segn los cationes disponibles se forman los humus bsicos (Mul de las praderas, saturados), humus cidos (Moder de los bosques de latifoliadas) y los Mor (bosques de confieras desaturados). Los suelos hidromorficos sufren un proceso de Bituminizacin.B- Estabilizacin fsico qumica y maduracin.La estabilizacin depende de las condiciones del medio: es completa y rpida con Mull clcico y arcillas smectitas; con Mull cido es intermedia; en suelos de ceniza volcnica la estabilizacin por aluminio es muy fuerte.La maduracin o polimerizacin de los humus se produce en periodos de sequa ( caso de las praderas, donde es alto el ndice de polimerizacin 60-70%). En suelos de bosque de latifoliadas (hmedos) este ndice es solo 15-20 %C- Composicin Bioqumica del HumusExiste un grado de evolucin:Moder Mull Mesotrofo Chernozem.El Mull carbonatado forestal es muy equilibrado pero menos evolucionado que el Chernozem. El Mull Andico tiene dominio de humus poco evolucionado y una gran estabilidad por el contenido muy alto de materia mineral muy fina.ECOLOGA DE LA HUMIFICACIN.El tipo de humus de un suelo depende de la naturaleza de los residuos y de las condiciones del clima y con ello del ecosistema, de la materia mineral y de las condiciones del relieve y de la humedad local.Los climas: en la URSS si uno recorre de norte a sur se encuentra con:1- Un mor forestal de bosque de conferas.252- Un moder forestal boreal mixto.3- Un mull forestal de bosque de latifoliadas.4- Un mull espeso chernozemico de estepa densa.5- Un mull castao de la estepa clara.Bajo bosque, el efecto mantillo es determinante, mientras que en la estepa son importantes el efecto de la rizosfera en los perodos secos y los procesos de maduracin.El clima local es importante en zonas de sierras y montaas para la orientacin norte sur y por lo efectos de la temperatura y humedad.Accin del material madre: El ejemplo es en Francia, en la zona atlntica con vegetacin de robles y la asociacin roble-aya donde el material geolgico determina la humificacin.1- Si el material es de arenas cuarzosas, los complejos organominerales se mantienen solubles y el humus es tipo mor o moder.2- En materiales con calcreo activo se da un mull carbonatado.3- Si los materiales volcnicos liberan alofanos se forma un mull ndico.Factores agua y aireacin1- Con condiciones anaerobicas se forman los anmor y turbas.2- Si hay cortos periodos de aerobiosis y luego de anaerobiosis se forman los hidro mor o hidro moder o hidro mull.Efecto humano: da dos tipos de efecto:1- Por cultivo.2- Cambios de vegetacin.El cultivo prolongado produce una perdida de las fracciones ms lbiles del humus y a veces un cambio de pH y fertilidad. Los cambios de vegetacin provocan degradacin progresiva de los bosque por aclareos e invasin del matorral (landas de Francia) dando una Podsolizacin secundaria.