Propiedades Físico-Químicas del Suelo: De la Materia Orgánica a la Capacidad de Intercambio Catiónico

1. Tipos de Constituyentes Orgánicos Según su Naturaleza

Materia orgánica no humificada: Biomasa vegetal, biomasa animal.

Materia orgánica humificada:

• Sustancias no húmicas: Materiales orgánicos sencillos y materia orgánica de elevado peso molecular.
• Sustancias húmicas: Ácido fúlvico, húmico y huminas.

2. Complejos Organominerales: Definición e Importancia

Se forman entre un compuesto orgánico y uno inorgánico, como arcillas, cationes u óxidos de hierro y aluminio. Son importantes porque condicionan la estabilidad de la materia orgánica, la movilidad de elementos y la estructura del suelo. Además, participan en procesos edáficos, en la nutrición y en la contaminación.

Tipos: Complejos órgano-metálicos y complejos arcillo-húmicos.

3. Histéresis: Concepto

Se refiere al distinto comportamiento del suelo respecto a la fuerza de retención del agua según esté en periodo de humectación o desecación. Mientras menos agua tiene un suelo, con mayor fuerza será retenida.

4. Formación de la Costra Superficial y su Relación con la Histéresis

Es una capa de extrema aridez que se forma en la zona más superficial para evitar que los horizontes inferiores pierdan agua por evaporación. Se debe al gradiente de humedad y al fenómeno de histéresis, que hace que, a igual potencial de succión, la humedad de las capas inferiores sea mayor que la de las superiores. Cada vez sube menos agua hasta el momento en que se para el ascenso, se rompe el lazo capilar y así el suelo evita perder toda su agua.

5. Cambio Iónico y Capacidad de Cambio Catiónico

Cambio iónico: Son procesos reversibles mediante los cuales las partículas sólidas adsorben iones de la fase acuosa y, a la vez, liberan otros de manera que existe un equilibrio entre ambas, y los iones quedan disponibles en formas asimilables como reservas de nutrientes. Esto se debe al desequilibrio electrónico existente en las partículas del suelo.

Capacidad de cambio: Es la cantidad de cationes intercambiables que el suelo puede adsorber y se mide en cmol/kg.

6. Elementos Cambiadores y Factores que los Condicionan

Los elementos cambiadores son: arcilla, materia orgánica, materiales amorfos y óxidos de hierro y aluminio. Los factores que los condicionan son: el tamaño (al disminuir el tamaño, aumenta la capacidad de cambio), el pH, la naturaleza (los más inestables aumentan la capacidad de cambio), y el tipo de cationes intercambiables (los cationes grandes disminuyen la capacidad de cambio y los polivalentes la aumentan). Son importantes porque controlan la disponibilidad de nutrientes, la estabilidad y estructura de las arcillas, y el papel del suelo como depurador natural.

7. Salinidad en los Suelos: Causas y Efectos

La salinidad es una propiedad química condicionada por el paso de sustancias de la fase sólida a líquida debido a su alta solubilidad.

Causas:

• Naturales: Clima árido y materiales salinos.
• Adquiridas: Riego con agua salina y baja permeabilidad.

Efectos:

• Toxicidad por presencia de Na y Al.
• Aumento de la presión osmótica, que disminuye la absorción de agua.
• Inestabilidad de la estructura por el Na.

8. Influencia del Relieve en la Formación del Suelo

El relieve actúa sobre:

• El transporte de materiales por gravedad (erosión y acumulación).
• El carácter hídrico.
• El microclima en función de la orientación, inclinación y altitud.

9. Procesos Formadores Básicos del Suelo

Fragmentación, alteración química y translocación.

10. La Fracción Arcilla: Componentes, Bases Estructurales y Propiedades

Propiedades generales:

• Si/Al: Coordinación tetraédrica (tetraedro), polimerización en capas tetraédricas.
• Mg/Al: Coordinación octaédrica (octaedro), polimerización en capas octaédricas.
• Estructura al superponer capas tetraédricas y octaédricas (láminas).

Tipos de lámina:

• 1:1 T:O
• 2:1 T:O:T
• 2:1:1 T:O:T:O (la interlámina es una capa octaédrica)

Sustituciones isomórficas, déficit de carga, interlámina para compensar la carga (depende de cada mineral).

Propiedades de las arcillas:

• Pequeño tamaño (<2 nm).
• Morfología laminar, capacidad superficial y desarrollo de propiedades superficiales.
• Sustituciones isomórficas, déficit de carga, entrada y salida de iones y agua, gran actividad química, desarrollo de propiedades relacionadas con la adsorción e intercambio.
• El agua influye en las arcillas: les da plasticidad y las hace hinchables. Esto les da capacidad de transporte en suspensión, movilidad, translocación, capacidad de intercambiar iones y moléculas, capacidad de cambio, desorción e intercambio catiónico, e intercambio selectivo.

En general, las arcillas filtran las soluciones que atraviesan el suelo. Son capaces de captar o retener sustancias (nutrientes y/o contaminantes) y controlan la actividad química.

11. Tipos de Humus y sus Características

Se clasifican según criterios morfológicos, físicos, químicos y microbiológicos.

Mor:

• Sin mezcla entre materia orgánica y mineral.
• Materia orgánica poco transformada, restos fibrosos.
• pH ácido y baja capacidad de cambio.
• V=15% (baja), C/N 30, lenta mineralización.
• Predominio de horizontes O y H frente a A.

Moder:

• Mezcla entre materia orgánica y mineral.
• Materia orgánica bastante descompuesta.
• pH menos ácido y mayor capacidad de cambio.
• C/N 20, mayor actividad.
• V=15-25% (baja).
• Ácidos fúlvicos y húmicos pardos.
• Predominio del horizonte A frente a un horizonte O pequeño.

Mull:

• Mayor grado de desarrollo y evolución de la materia orgánica.
• pH neutro o alcalino, mayor capacidad de cambio.
• V=100% (alta).
• Ácidos húmicos y huminas.
• C/N=10-15, con alta actividad microbiológica.
• Horizonte A muy desarrollado y horizonte O inexistente.

12. Tipos de Agua y sus Características

a. Higroscópica:

• Procede de la humedad atmosférica.
• Fuertemente retenida (pF 4,7).
• Se acumula formando finas películas alrededor de las partículas del suelo.
• No absorbible.

b. Capilar: La que se acumula en los capilares del suelo.

• No absorbible: Está en capilares pequeños (<0,2 mm); fuertemente retenida (pF 4,5-4,3); no absorbible por las plantas.
• Absorbible: Está en capilares más grandes (0,2-0,8 mm); menos retenida (pF 4,3-4,2); absorbible por las plantas.

c. Gravitacional: El agua que no está retenida en el suelo.

• De flujo lento: Circula por poros de hasta 30 μm; débilmente retenida (pF 1,8); tarda 10-30 días en perderse; es asimilable por las plantas.
• De flujo rápido: Circula por poros mayores de 30 μm; no está retenida; se pierde a los dos días; no es asimilable.