El suelo. Propiedades físicas y químicas - Editorial

ISSN 1657-2394
UNIVERSIDAD
NACION
DE COLOMBIA
Sede Palmira
Instituto de Estudios
IDEA -("'"
l)RON,\TTA
Ministerio de
Agricultura y
Desarrollo
Rural
la fuerza de la verdad que,
como la bondad,
se difunde por sí misma.
La prisa es hermana de
la superficialidad.
ALBERT E INSTEIN
2003
Autores:
Edgar Enrique Madero
Eyder Daniel Gómez López
Marina Sánchel de Prager
Edición realizada con la financiación de la Universidad Nacional de
Colombia, Sede Palmira, y el Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural Pronatta.
Proyecto UNALP No. 054-99 - Pronatta No. 201763423 "Influencia de
prácticas de manejo agroecológico en la sanidad y productividad del cultivo
de maracuyá en el Norte del Valle".
Ilust raciones
Eyder Daniel Gómez López
Editora
Marina Sánchez de Prager
Redacción
Edgar Enrique Madero
Eydcr Daniel Gómez López
Marina Sánchez de Prager
Tal es la fuerza de la verdad que,
como la bondad,
se difunde por sí misma.
La prisa es hermana de
la superficialidad.
ALBERT E INSTEIN
Primera edición: 2003
Autores:
Edgar Enrique Madero
Eyder Daniel Gómez López
Marina Sánchel de Prager
Edición realizada con la financiación de la Universidad Nacional de
Colombia, Sede Palmira, y el Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural Pronatta.
Proyecto UNALP No. 054-99 - Pronatta No. 201763423 "Influencia de
prácticas de manejo agroecológico en la sanidad y productividad del cultivo
de maracuyá en el Norte del Valle".
Ilust raciones
Eyder Daniel Gómez López
Editora
Marina Sánchez de Prager
Redacción
Edgar Enrique Madero
Eydcr Daniel Gómez López
Marina Sánchez de Prager
Edgar Enrique Madero!
Eyder Daniel Gómez López 1
Marina Sánchez de Prager1
La degradación del suelo conlleva la pérdida de su potencial productivo por el deterioro de las propiedades físicas,
químicas y biológicas. Está íntimamente ligada a la intensidad de su uso, prácticas de cultivo irresponsables y al conocimiento que se tenga del mismo. La vida de los seres en el
planeta Tierra, al igual que la subsistencia del agricultor, depende de la conservación y del empleo que se haga del suelo
y del agua.
Para manejar adecuadamente un suelo es fundamental conocer cómo está formado, las fortalezas que posee, al igual
que sus debilidades, dentro de una visión de sistema o conjunto.
Este cuaderno ambiental tiene como objetivo principal brindar información sobre temas que permitan trazar pautas sencillas a tener en cuenta para conservar el suelo y el agua.
l.Universidad Nacional de Colombia Sede Palmira.
E-mail: [email protected]
Tel.: 271 7000. Ext. 5347 .
,1
. . , ,,.
p;1.cJ!:JDs'lJ~~JS
-r;Jal
:)..~
fjlJIJ:2JS s::.tJ:8{)u:aiJ:::?DJ.c2.1S
S~J8Jo
En la cartilla "El suelo, un sistema
vivo" -la primera de esta serie de Cuadernos Ambientales-, se describen los
procesos que intervienen en la formación del suelo y algunas consideraciones para su sostenibilidad, Veamos
otras características, también muy importantes:
Composición del suelo
Los cuatro constituyentes más importantes del suelo son: los materiales minerales y la materia orgánica (fase sólida),
el agua (fase líquida) y el aire (fase gaseosa). La participación de los materiales orgánicos es variable, con un rango que va
en general del 1 hasta el 10% (Figura 1).
Poros de aireación
o drenaje.
Poros capilares de retención
(Sólo 20% puede almacenar
agua útil a las plantas).
Sólidos:
materia orgánica.
45%
v
Sólidos inorgánicos:
arcillas, fragmentos de
rocas y arenas.
Figura 1. Composición porcentual promedio de los suelos del mundo, en volumen de sus cuatro
principales constituyentes.
Estas fases influyen en el suministro
de nutrientes para las raíces de las plantaso La fase sólida es el principal depósito de nutrientes: las partículas inorgánicas o minerales contienen cationes
tales como potasio (K), calcio (Ca), so-
dio (Na), magnesio (Mg), hierro (Fe),
manganeso (Mn), zinc (Zn), y cobre
(Cu), entre otros, y la parte orgánica
(materia orgánica) proporciona la principal reserva de carbono, de nitrógeno
y, en menor proporción, fósforo (P) y
azufre (S), además de constituir la superficie activa que regula la concentración de los elementos en la solución del
suelo.
La fase líquida corresponde al agua
que un determinado suelo puede almacenar, y la fase gaseosa es el aire que se
encuentra depositado en los poros del
suelo luego que éste ha drenado.
Las fases están íntimamente asociadas y regulan el intercambio iónico entre la fase sólida y las otras fases, lo cual
ocurre permanentemente. Los elementos o compuestos así compartidos tienden al equilibrio, y los cambios que afectan una fase necesariamente inciden
sobre las otras.
le a ese suelo las características de su
drenaje interno o permeabilidad (Figura 2).
'1 '1
l. Precipitación
2. Evapotranspiración
3. Escorrentía
4. Infiltración
5. Retención de agua
aprovechable
6. Drenaje interno o
permeabilidad
7. Filtración.
,
~
~
U
41
5
7
i1
6
L ~j)dkr ~ur J(JeO
Figura 2. El ciclo del agua: pérdidas y
ganancias
El agua en el suelo
El manejo del agua es sumamente
importante en el desarrollo de un cultivo. Esta llega a la tierra como lluvia,
neblina, rocío, nieve o granizo, procedente de la atmósfera. Tal fenómeno se
conoce como precipitación.
Debemos tener en cuenta que no toda
el agua cae directamente al suelo ya que
puede quedar atrapada en el follaje y en
las ramas. Mucha de ella se escurre a
través de la superficie del suelo, lo que
se conoce como escorrentía; otra puede pasar por los poros del suelo y se
conoce como infiltración, confiriéndo-
Parte del agua que logra ingresar al
suelo es retenida en los poros capilares
y parte se pierde por evapotranspiración y por percolación profunda. Esta
última da origen a las aguas freáticas.
Así se cumplen los pasos del ciclo
del agua y tiene lugar la contabilidad
hidrológica, pues como se aprecia, en
cada paso suceden pérdidas y ganancias que repercuten en la disponibilidad del recurso y en la calidad de vida
nuestra y de los cultivos. Cabe recordar que un suelo con buen manejo debe
conservar una humedad adecuada del
mismo, de acuerdo con las necesidades de las plantas.
Se puede afirmar que un suelo productivo, en tierras planas, tiene capacidad para almacenar una lámina cercana a 200 mm (200 lt/m 2 ) de agua
aprovechable para la vida y las plantas. Estos 200 mm resultan de sacarle
el 20% (Figura 1) a un metro de profundidad, así: un metro = 100 cm =
1000 mm x 0.20 = 200 mm de lámina
de agua aprovechable.
Esta cantidad es suficiente para cubrir las necesidades hídricas de un cultivo de raíces profundas en treinta días
de verano. Entonces, la cifra de 200 mm
se convierte en un índice de la salud física del suelo.
Como este indicador está influenciado por las características ambientales
de cada lote en una finca, se requiere
hacer el inventario de la pendiente topográfica, la cobertura vegetal, estructura superficial, textura y profundidad
del perfil del suelo para poder evaluarlo. Como se ve en la Figura 2, el ciclo
del agua está controlado por estas características.
F~[;'kDre::;
"cJ.!Jé jJJdd::;JJ éJJ eJ
IJJDjcé .hIDrbD
1. Inclinación de la pendiente
Actúa simultáneamente en la actividad del agua y del viento y de acuerdo
con este criterio los terrenos pueden ser
planos, inclinados y escarpados. En la
Tabla 1 aparece el porcentaje de lluvia
efectiva que entra al suelo teniendo en
cuenta ese concepto.
Tabla 1. Porcentaje de lluvia que entra
al suelo por efecto ~e inclinación de la
pendiente.
Inclinación
Porcentaje
%
Plano sin inclinación
Inclinado
Escarpado
100
75
50
2. Cobertura vegetal o uso de la tierra
Al hacer la ordenación de nuestro
predio, es importante tenerla en cuenta con el fin de que cada lugar produzca los mayores beneficios con el
menor daño posible. Según este factor, se puede hablar de: bosque natural estratificado, bosque plantado,
pastos, cultivos densos, cultivos en
hileras, suelo desnudo y, policultivos,
entre otros.
Su análisis ayuda a buscar soluciones, si son necesarias, y a implementar cambios indispensables en el mejoramiento de la finca. Esta característica puede reducir la entrada de
agua al suelo, como se observa en la
Tabla 2.
Tabla 2. Porcentaje de agua que entra
al suelo por efecto de cobertura vegetal
Cobertura
Bosque estratificado
Pastos bien manejados
Bosque plantado en
monocultivo
Cultivos densos
Cultivos en hilera
Suelo desnudo
Porcentaje
%
100
100
70
70
50
30
3. Estructura y friabilidad del suelo
Para determinar la estructura y
friabilidad tome un terrón que le
quepa en la mano, apriételo con los
dedos e intente desmenuzarlo. Si lo
desmenuza fácil, se habla de un suelo friable. Con la otra mano recoja
los agregados que desmenuza y observe: ¿Son de diferentes tamaños
sin que predomine ninguno? Si es
así, el suelo está bien estructurado,
de lo contrario, el suelo tendrá poco
o nada de estructura.
Esta característica se debe analizar en
todas las capas del suelo, pero la superficial indicará qué tanta agua pasa y qué
tanta escurrirá (Tabla 3).
Tabla 3. Porcentaje de agua que entra por
efecto de la estructura superficial del suelo.
Estructura
Porcentaje
de escorrentía
(%)
Bien estructurado y friable
Poco estructurado y friable
Bien estructurado y firme
Poco estructurado y firme
100
70
50
30
4. Textura del suelo
~-----
----
Se refiere al porcentaje de arena, limos y arcillas que lo componen. Generalmente los suelos se pueden agrupar
en cuatro clases: arenoso,franco,jranco arcilloso y arcilloso. En los tres primeros predominan las partículas gruesas y medias y en el último las partículas
finas como las arcillas.
Sobre una pala coloque los agregados y macere hasta llevar el suelo a polvo, ubíquelo en la palma de su mano y
agregue agua lentamente, hágalo barro
o masilla; su punto óptimo de humedad
es cuando al rodar la masilla sobre las
manos no mancha la piel (para suelos
no arenosos). Tome una porción entre
los dedos y podrá distinguir tres sensaCIOnes:
C7~
por ciento de arcillas, o sea es franco, si puede elaborar un anillo es
franco arcilloso y posee hasta un sesenta (60) por ciento de arcillas; si
se deja hacer más de un anillo puede tener más del sesenta (60) por
ciento de arcillas. El porcentaje de
agua que se retiene aparece en la
Tabla 4.
Tabla 4. Porcentaje de agua retenida por
efecto de la textura del suelo
Textura
Porcentaje* (%)
Arenoso
30
Franco
70
Franco arcilloso
90
Arcilloso
100
* Con alfa pedregosidad o con alta pegajosidad aumenta en 25% el porcentaje de agua que
se pierde en el suelo.
1. Los granos más gruesos o de arena
se oyen al acercarlos al oído o los
percibe al tacto, no los puede moldear fácilmente.
2. Los granos de limos se sienten jabonosos o grasos.
3. Para las partículas de arcilla intente
hacer una herradura y un anillo. Si
se deja hacer sólo una herradura, el
suelo tiene menos de un treinta (30)
5. Profundidad del suelo (perfil)
Cada suelo posee una serie de capas
u horizontes que se han desarrollado
por acción de los agentes de formación
a través del tiempo, confiriendo características propias respecto a su grado
de diferenciación de horizontes, profundidad, espesor de cada capa, contenido de arcilla, materia orgánica y retención de humedad.
Si se elabora un corte en el suelo, generalmente se distinguen tres horizontes fundamentales que se clasifican en
orden de profundidad:
raíces de las plantas, el agua y organismos. El agua retenida por esta cualidad
se incluye en la Tabla 5.
Horizonte A. Se encuentra encima
Tabla 5. Porcentaje de agua retenida por
y está constituida por la capa vegetal,
en ella se acumula la materia orgánica
y generalmente es de color oscuro.
Contiene el mayor número de raíces
vivas y muertas, microorganismos, insectos y otros animales. Es aquÍ donde
se desarrollan la mayoría de las labores agrícolas.
efecto de la profundidad efectiva del suelo
Profundidad
efectiva
Muy ·profunda
Profunda
Moderadamente
profunda
Superficial
Porcentaje
(%)
100
50-100
25-50
0-25
Horizonte B. Es la segunda capa del
perfil y en ella se acumulan los elementos drenados del horizonte A. Su color
es más claro debido a que puede tener
menores contenidos de materia orgánica, su profundidad es variable. También
se le conoce como subsuelo.
Horizonte C. Es la capa más baja del
perfil del suelo y generalmente descansa sobre la roca que da origen al suelo o
roca madre.
Con la ayuda de un metro y unas estacas se marca y mide la profundidad
de cada capa, hasta encontrar impedimentos que obstruyan el paso de las raíces. Por ejemplo, roca, piedras, un horizonte o capa cementado y, la tabla de
agua (nivel freático alto). Con lo anterior se legra identificar la profundidad
efectiva del suelo. En otras palabras,
hasta dónde pueden llegar fácilmente las
6. Color del suelo
El color está determinado por la materia orgánica, los óxidos de hierro y
de sílice y los carbonatos de calcio y
de magnesio. El color en algunos casos sirve para indicar varias características, por ejemplo, en términos generales el contenido oscuro de los suelos
señala el mayor o menor contenido de
materia orgánica, de la siguiente manera: negro, mayor 5% de materia orgánica; pardo oscuro, entre el 2.5 y el
5% de materia orgánica y, pardo claro,
contenidos menores del 2.5% de materia orgánica.
Colores grises, oliva o azulosos indican baja o nula oxidación del hierro y
se presentan por un mal drenaje y baja
o nula aireación. La Figura 3 ilustra la
relación entre color y drenaje del suelo.
Encharcado
Imperfectamente drenado
Bien drenado
Excelentemente drenado
o
ID
::J
en
Colores brillantes
50
ID
-o
-o
ro E 100
-oCJ
:oe
::J
'O
....
Color
gris opaco
150
Q..
200
(rojos oscuros, azules, verdes oscuro~)"'::::::::::: ::--.......:.::.:..:..:
" ........ .
Colores del suelo
Línea representativa
de la tabla de agua
Figura 3. Esquema para evaluar la profundidad de la tabla de agua con base en los colores del suelo.
Con la información y discusión de
este material en el taller presencial,
realice el ejercicio consignado en la
Tabla 6 y estime la capacidad de almacenamiento de agua aprovechable
en su finca.
En una finca se tiene un lote inclinado (25%), está cultivado en maíz y posee las siguientes características físicas:
• Bien estructurado friable
• Franco arcilloso
• Muy pegajoso
• Con colores de mal drenaje a 50 cm
(profundo)
Para el cálculo del índice hídrico conviene recordar que cuando decimos por
ejemplo 75%, en decimales, esto corresponde a 0.75,50% a 0.5 y así sucesivamente. Procedamos entonces.
Factor pendiente: 200mm x 0.75 = 150
mm (Ver Tabla 1).
Factor cobertura: 150mm x 0.50= 75
mm (Ver Tabla 2).
Factor estructura: 75mm x 1= 75 mm
(Ver Tabla 3).
Factor textura: 75 mm x 0.68 =51 mm
(Ver Tabla 4: dado que el suelo es muy pegajoso, al valor de la tabla -900/0-- hay que
sacarle el 25% y nos da 0.68).
Factor profundidad = 51 mm x 0.50=
25.5 mm (Ver Tabla 5).
Entonces, el índice de humedad de 25.5
mm indica muy baja condición física. Recordemos que el ideal son 200 mm de agua
aprovechable. Este es un suelo muy frágil
para labores agrícolas y poco productivo.
Fragmentos
gruesos
Pegajosidad
Textura
Friabilidad
Estructura
Color
Espesor
Horizontes
o capas
Topografía
Vegetación
1
2
3
4
Municipio _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ Vereda _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __
Tabla 6. Características evaluadas para estimar la capacidad de almacenamiento de agua aprovechable.
Nombre del predio
5
11. Jndlca da [Jíolacc]óJ)
cJaJ 8!..JaJo
Se puede evaluar el grado de protección del suelo que hacen los cultivos y
su manejo mediante el registro de los
rasgos microtopográficos que deja la
erosión en la superficie del suelo.
Determinando los rasgos de la erosión
en los diferentes cultivos se puede identificar cuáles son los cultivos y el manejo más apropiado y conocer también
cuáles son inapropiados por el daño superficial que causan.
Para esto se ha desarrollado el índice
de protección (IP) que se basa en el porcentaje de aparición de siete rasgos en
una longitud de 250 cm.
Se procede así: se toma una cabuya y
en ella se marcan 10 segmentos de 25
cm cada uno. Se coloca en el suelo del
1t
Vegetación
A
lote a evaluar en forma trasversal a la
pendiente (Figura 4). Se elabora un registro como el de la Tabla 7 y se toma
nota de la presencia de vegetación, terrones originales, terrones erodados,
superficies de flujo, presurcos y surcos.
Cada que suceda un registro positivo lo
marcamos con el número 1 y son elementos a sumar.
En la Figura 4 se ilustran las diferentes situaciones que se pueden hallar en
los distintos sitios de muestreo y que de
encontrarse serán marcadas como positivas en cada uno de los diez segmentos
evaluados.
Esta prueba se recomienda realizarla
en todos los sitios donde cambia el cultivo y por lo menos en dos etapas del
mismo.
rí\ fV\ --------Terrón
B
Terrón erodado Superficie de
por salpique flujo (Zona llana
o plana)
e
~
~
Presurco
Surco
E
F
o
IP
Indice de
protección
G
Se calcula
Características
Figura 4. Evolución de los rasgos superficiales de la erosión hídrica (250 cm)
Tabla 7: Características para estimar el índice de protección del suelo
A
Cabuya
cm
B
e
o
E
No.
Vegetación
Peds
Superficie Presurco
Peds
(PS)
(V)
muestreo
original erosionados deDujo
(PO)
(PE)
(SF)
F
Surco
(S)
(1)
25
(1)
50
2
75
3
(1)
100
4
(1)
125
5
150
6
175
7
200
8
(1)
225
9
(1)
250
lO
Suma
(1)
(1)
(1)
(1)
3
4
3
Peds = Terrón de suelo
Recuerde que cada observación positiva en cada punto de muestreo equivale a uno ( 1), luego se
suma y promedia cada columna.
(/)
Estos son ejemplos de lo que puede suceder cuando usted hace la determinación.
Con estos resultados obtendrá el Índice de protección del suelo utilizando
la siguiente fórmula:
w= SF+2 (S+P)
IP= Índice de protección
SF= Superficie de flujo
S= Surco
P= Presurco
Cuando el resultado es:
- Menor de 12, se trata de suelos con
buena protección
- Entre 12 y 16, se trata de suelos con
inadecuada protección.
- Mayores de 16, se trata de suelos sin
protección.
Para el ejemplo IP = 3 + 2 (3 + 4) = 17.
Cada cultivo y su manejo en este suelo no
es apropiado porque permite gran erosión.
Repita este ejercicio en toda su finca,
para que evalúe sus condiciones hídricas y de protección, como información
de primera mano cuando vaya a planificar las actividades a realizar.
B]bJLc;0r~.rjJ3
BERGSMA, E. Erosion hazard evaluation from soil. Microtopografic features
and application on soil loss plots. Northern Thailand. Land Husbandry. Oxford o IBH Publishing Co. Put. Ltd. Vol. 2. Number 1 1987.
E. y Á VILA, E. 1992. Pruebas de erodabilidad, implementación de
nuevas metodologías. Rev. CIAF, Bogotá (Colombia). 13 (1), pp. 71-86.
MADERO,
E. 1996. Etodabilidad y erosión hidríca potencial en un
sector de la cuenca del río Otún - Colombia. Acta Agronómica. Vol. 46 pp.
58-74.
MADERO y BERGSMA,
1. 1977. Metodología para la caracterización física con fines de
diagnóstico de problemas de manejo y conservación de suelos en condiciones
tropicales. Rew. Fac. Agron. Maracay, Venezuela. 32: 43-49.
PLA,
..
Equipo de investigación
Marina Sánchez de Prager - Coordinadora del Proyecto
Eyder Daniel Gómez López
Carmen Rosa Bonilla Correa
Martín Prager Mosquera
Diego 1ván Ángel Sánchez
Jaime Eduardo Muñoz Flórez
José Carlos Miranda Veitia
Edgar Enrique Madero Morales
Pablo Iván Gallo Valdés
Jairo Gómez Zambrano
Gabriel de La Cruz Aparicio
Aurora Peña Rueda
Luis Hernando Lotero Ortiz
Gustavo Suárez Narváez
Óscar González Vergara
Ruber Papamija
Ana Cristina Díaz García
Adriana Rojas Palomino
Carlos Farid Pastrana Ortiz
Lina María Vera Osorio
Fabio Humberto Martínez
Walter Vásquez Benítez
Lilian Socorro Albán
Elizabeth MartÍnez
Élida Patricia Marín Beitia
Norvey Vargas Dagua
Miguel Andrés Arango Argoti
Medardo Andrés Vanegas Bilbao
Mario Alejandro Celis
Johana Rincón G.
Paola Andrea Gallo
Jorge Andrés Victoria Taborda
Adriana Zamorano Montañez
Eyvar Hernán Gómez Navia
Carlos Eduardo Garavito
Francisco Sánchez
José Aldemar Roa
Universidad Nacional de Colombia - Sede Palmira
Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural - Pronatta
UMATAS Roldanillo - La Unión - Toro
la fuerza de la verdad que,
como la bondad,
se difunde por sí misma.
La prisa es hermana de
la superficialidad.
ALBERT E INSTEIN
2003
Autores:
Edgar Enrique Madero
Eyder Daniel Gómez López
Marina Sánchel de Prager
Edición realizada con la financiación de la Universidad Nacional de
Colombia, Sede Palmira, y el Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural Pronatta.
Proyecto UNALP No. 054-99 - Pronatta No. 201763423 "Influencia de
prácticas de manejo agroecológico en la sanidad y productividad del cultivo
de maracuyá en el Norte del Valle".
Ilust raciones
Eyder Daniel Gómez López
Editora
Marina Sánchez de Prager
Redacción
Edgar Enrique Madero
Eydcr Daniel Gómez López
Marina Sánchez de Prager
Si quieres cambiar el mundo
empieza por ti.
Los frutos de la tierra deben ser
sanos para nutrir la vida.
UNIVERSIDAD
NACIONAL
DE COLOMBIA
~~ Sede Palmira