Química de los suelos

Introducción:

Hace unos diez mil años, el ser humano aprendió a trabajar la tierra, dando nacimiento a la agricultura. Desde entonces, ha vivido en esencia de lo que el suelo produce: cereales, legumbres, frutos, aceite, azúcar e, indirectamente, proteínas animales provenientes de la ganadería. El suelo le proporciona también materiales de construcción, como la madera, y materiales para vestirse: algodón, lino, etc. En la actualidad, a raíz de las demandas en constantes aumentos de una población que crece muy rápido, la conservación del suelo se ha convertido en una de las mayores preocupaciones de la humanidad. Efectivamente, el tiempo necesario para que se forme un suelo es muy grande, sobre todo si se le compara con el que el hombre tarda en destruirlo. El conocimiento del suelo y de los procesos que en él se desarrollan es, por lo tanto, de una gran importancia para el hombre, tanto para la práctica de la agricultura como para la conservación de los ecosistemas terrestres.

QUÍMICA DE LOS SUELOS

Así como en la materia orgánica el elemento principal es el carbono (C). En la materia mineral e inorgánica el elemento fundamental es el silicio (SI).

Los dos grupos minerales más abundantes en la corteza terrestre son el cuarzo y los silicatos. Ambos constituyen el 90% de las rocas magnéticas.

Las rocas ígneas o magnéticas son las que se originan en la solidificación de una mezcla fundida llamada magna.

Desde el punto de vista químico, el cuarzo es dióxido de silicio y los silicatos están constituidos por unidades variables formadas por un átomo de silicio rodeado por 4 átomos de oxigeno en posición tetraédrica.

Los tetraedros se agrupan en distintas estructuras, dando origen a los diferentes silicatos.

Podemos hacer una distinción entre las rocas extrusivas y las intrusivas, según su origen:

Las rocas Extrusivas son las arrojadas a la superficie terrestre por los volcanes y las Intrusivas son las que se forman por la solidificación de una masa fundida a cierta profundidad de la corteza terrestre.

Se conoce como lava el material líquido arrojado por los volcanes y que, al enfriarse, forma las rocas volcánicas.

Una de las principales rocas volcánicas es el basalto, compuesto por los minerales llamados olivino, augita y plagioclasas.

El olivino es silicato de magnesio y hierro. Se presenta en cristales sueltos o incluidos de simetría rómbica, de color verde botella o verde oscuro: Es muy duro y se puede clasificar como un silicato primario, es decir, que procede directamente del magma eruptivo.

La Augita es un mineral compuesto por un silicato doble de cal y Magnesio; brillante, de color verde oscuro o negro y textura cristalina, se halla enclavado en los basaltos.

Las Plagioclasas también son silicatos primarios y, desde el punto de vista químico son silicatos alumínicos, calcicos y sodicos. Tienen un brillo vítreo, incoloro o blanco.

Con respecto a las rocas, se pueden clasificar en simples y compuestas.

Las rocas simples contienen un solo mineral en grandes cantidades y las compuestas son agregados naturales de diversos minerales.

En cuanto a las arenas son rocas cuyo diámetro medio esta comprendido entre 2mm y 1/6mm (según la clasificación de Wentwoorth). Están formadas por sedimentos resultantes de la destrucción o descomposición de otras rocas preexistentes situadas en distintos lugares y han sido transportadas hasta el lugar donde se encuentran en la actualidad.

El suelo es la finísima capa de sustancias orgánicas y minerales que recubre la parte sólida de nuestro planeta. Si bien su espesor es mínimo -aproximadamente 30cm- su importancia es enorme, ya que está ligado en forma muy intima a la vida de animales y vegetales.

Dos factores influyen en la formación de diferentes suelos: tipo de roca y clima.

Tipos de roca diferentes originan diferentes tipos de suelo. Generalmente, las rocas intrusivas (cuarzos, arenas). Se producen malos terrenos de cultivo. Las rocas extrusivas ( lavas, basaltos) los dan muy buenos.

Se entiende por clima un conjunto de factores: temperatura media anual, variaciones de esta temperatura y cantidad de precipitaciones.

De rocas madres iguales pueden resultar terrenos diferentes si el clima al cual están sometidas es también diferente. El calentamiento y enfriamiento alternativos, hacen variar el volumen de las rocas, las que se agrietan y fragmentan. La congelación aumenta el volumen del agua, actuando como cuña de gran potencia. El empapamiento y la disecación alternativos, la Carbo natación, la oxidación, etc. Son factores que intervienen en el proceso.

CONSTITUCIÓN DE LOS SUELOS

Si se examina con una lupa una muestra de suelo, se distingue perfectamente la presencia de 2 sustancias predominantes. La primera fracción está compuesta por partículas minerales sólidas de diversos tamaños, colores y formas. Que constituyen la masa del suelo y son el resultado de la alteración de la roca madre. La segunda fracción llamada humus esta formada por partículas vegetales en diversas fases de descomposición, de color oscuro, mezclada por fragmentos minerales. De la mayor o la menor cantidad de humus presentes en el suelo, depende su fertilidad. Este será más fértil cuanto más materia húmica contenga.

Un suelo de cultivo bien desarrollado no se forma con rapidez; generalmente demora miles de años.

No todo el espesor del suelo tiene idéntica composición. Un corte vertical en cualquier tierra virgen pone al descubierto el perfil, en el que pueden distinguirse varias capas u horizontales:

Horizonte A o zona superior: Es la capa donde predomina el humus. En ella se practican todas las labores ordinarias de cultivo.

Horizonte B o suelo inerte: Esta capa resulta afectada agrícolamente sólo por labores profundas y por algunas raíces y madrigueras de animales silvestres. Es una gran zona de lavado, ya que el agua de lluvia arrastra a la zona siguiente parte de la arcilla con el hierro y los iones alcalinos.

Horizonte C: Es aquel más profundo donde casi no llega la acción de la intemperie ni la influencia de los organismos; apenas ha sufrido transformación. Actúa con receptor y deposito de las soluciones que le llegan de las capas superiores en el agua lluvia que las atraviesa.

Horizonte D o roca madre: Esta constituido por la roca madre no fragmentada ni transformada. Su importancia agrícola depende principalmente de la profundidad a que se encuentra y de su posición horizontal o inclinada, pues de la posición de ésta dependerá que retenga el agua o la deje deslizarce.

TEXTURA DEL SUELO

Las partículas que forman los suelos pueden ser de composición química muy variada y de tamaños muy diferentes.

Según su tamaño, las partículas que componen el suelo se clasifican en:

1.-Arenas: Son todas las partículas que tienen entre 2 y 0,02mm. De diámetro, cualquiera sea su composición y origen, aunque suele dominar el cuarzo.

2.-Limos: son los formados por partículas cuyos diámetros están entre 0.02 y 0,002mm. Forman la mejor parte de los suelos agrícolas. Su composición es muy variada.

3.-Arcillas: son todos los componentes de menos de dos micras (0,002mm) de diámetro químicamente, son todos los silicatos de aluminio hidratos, más o menos impurificados por diversos compuestos de calcio, hierro y carbono. Forma soluciones coloidales y es gran absorbente, por lo que facilita el intercambio iónico y también las funciones de absorción radical de los vegetales.

CONSERVACIÓN DE LOS SUELOS

Los agentes externos, tanto físicos como químicos y sicológicos, erosionan y disgregan el suelo. Cuando hay vegetación espontánea y esta no es retirada por el hombre las partículas del suelo están sujetas por ella. Pero cuando el equilibrio natural es alterado al suprimir la cobertura, se empobrece el suelo de sustancias orgánicas, al mismo tiempo que las cosechas lo dejan con déficit de aquellos elementos necesarios para su desarrollo.

Si no se reponen estos, con el paso del tiempo el suelo se convierten páramo sin vegetación.

LA EROSIÓN

La erosión física de los suelos es producida, principalmente, por oscilaciones de temperatura y por la acción del viento y del agua.

Para proteger los suelos contra el viento hay que sembrar plantas de follaje denso que entrecrucen sus raíces, humedeciéndolas con riego; es importante la formación de barreras o setos corta vientos.

Si el suelo no tiene vegetación, el agua de lluvia lo erosiona; si el terreno esta inclinado, se puede arrastrar la capa superficial y transformar el suelo fértil en uno no posible para cultivar.

TIPOS DE SUELO

Diferentes tipos de suelo producen diferentes tipos de vegetación sobre ellos:

-La vegetación de tipo tundra, caracterizada por la existencia de líquenes, musgos y arbolillos muy bajos. Se produce en suelos en humus en extremo ricos en materia orgánica, a menudo turbosos, directamente sobre la roca o sobre un nivel helado en forma permanente.

• Al suelo llamado podson o podzol, le corresponde la vegetación de taiga, con grandes bosques de confieras, como las que se ven en el norte de América y Eurasia.

Estos son suelos con niveles muy diferenciados. De arriba abajo: humus muy rico en materia orgánica; nivel “color ceniza”, constituido por arenas más o menos puras; un nivel entre gris y negro, de condensación de materia orgánica; un nivel de acumulación de arcillas, debido al lavado, y la roca.

• Los suelos pardos son típicos de los bosques frondosos, a menudo caducifolios, de las zonas templadas. También suelen diferenciarse en niveles, pero nunca tan aparentes como en el podsol: el color es casi marrón, con matices según los niveles.

• Los suelos denominados Chernozem producen una vegetación de estepa, como la que se da en las grandes llanuras trigueras de Ucrania y Hungría. Poseen un nivel muy espeso de materia orgánica unida íntimamente a las arcillas, formando una materia muy fértil y estable. Luego viene la roca, que ha menudo es un deposito de arena y de arcilla, constituido por la acción del viento.

• En los desiertos de arena no existe suelo, en el sentido científico de la palabra. La arena no es más que un montón de partículas minerales en las cuales nada crece, por lo tanto, el “suelo” desértico es solamente mineral, sin materia orgánica.

• Los suelos ferruginosos, son típicos de la vegetación de sabana, praderas más o menos secas con algunos bosquecillos de árboles. Estos son suelos espesos, de color generalmente bastante homogéneo, en todo su espesor, en ellos se acumulan óxidos de hierro. Contienen muy poca materia orgánica, pues desaparece pronto.

• Los suelos ferra líticos y laderitas, son propios de la vegetación de bosque ecuatorial, como la “selva virgen” del ecuador. Son suelos muy espesos. La roca puede estar profundamente modificada en decenas de metros de espesor. En ellos se acumulan óxidos de hierro y aluminio. Contiene poca materia orgánica.

BIODEGRADACIÓN

Todos los seres vivos contaminan su medio ambiente con excrementos, pero estos son desechos que participan de un ciclo natural porque son biodegradables, es decir son degradados por las bacterias y otros microorganismos. Pero otros desechos producidos por la civilización, son compuestos químicos que no son biodegradables y entonces alteran el equilibrio natural, matan especies animales y hasta contaminan los alimentos humanos.

Ya hemos dicho que entre las materias que no son biodegradables los envases de plástico forman unos de los grupos más difíciles de eliminar. Por eso, en muchos países desarrollados, se están utilizando sólo envases de cartón, como una contribución a la protección del medio ambiente.

LA DESERTIFICACIÓN

Naciones unidas define la desertificación como aquel proceso de intensificación o expansión de las condiciones desérticas producidas por el hombre, esto es, el empobrecimiento del ecosistema de las regiones áridas, semiáridas y subhumedas por el efecto combinado del impacto de las actividades del hombre y de la sequía.

Tiene su origen en el uso descontrolado y la sobre explotación de los ecosistemas sometidos a practicas de utilización y manejo inconvenientes.

¡Un 50% de la superficie de chile continental esta afectada por los procesos de desertificación!

LA CONTAMINACIÓN

Es el proceso que resulta como consecuencia del uso excesivo de productos, en tasas superiores a la capacidad de degradación de ellos, como insecticidas, detergentes y otros que contaminan el suelo. Algunos de ellos pueden alcanzar concentraciones tan elevadas que, eventualmente, se transforman en nocivos para el hombre, o bien, llegan a afectar la productividad y comportamiento del ecosistema.

RESIDUOS CONTAMINANTES

¿A dónde va la basura? Día a día el hombre produce toneladas de desechos que va depositando en la naturaleza. Estos residuos sólidos provienen de distintas fuentes tales como las casas, las industrias, las calles, las plazas, jardines y patológicos, provenientes de hospitales y centros de salud.

Algunos de estos desechos son biodegradables, es decir, que en forma natural van sufriendo procesos de cambio en los que, a través de la acción de organismos vivos como hongos y bacterias, se transforman de elementos complejos en elementos más simples. Pero cada día hay más basura que no es biodegradable, que permanece por largo tiempo en la naturaleza y daña su flora y fauna. Los envases de material plástico, tan comunes para todo uso, y muchos de los detergentes de uso cotidiano, no se transforman ni degradan, acumulándose sobre la faz del `laneta día a día.

Aunque falta mucho para que sean adoptadas todas las medidas que pongan termino a este problema, ya que han implementado algunas formas de enfrentarlo. En chile, por ejemplo desde hace más de una década, se decidió que en vez de depositar la basura en sitios eriazos al aire libre. Se usaría el sistema de relleno sanitario método mediante el cual los desperdicios son descargados, esparcidos y compactados para reducirlos a un tamaño mínimo que es depositado en un plano inclinado, formando una serie de celdas que se cubren diariamente con tierra. De este modo se estima que se evita un gran deterioro del ambiente.

Sin embargo este método encierra varios problemas. Uno de ellos es que, basado en la utilización de un espacio físico, tiene un plazo de saturación relativamente breve para la vida de una ciudad. Además, en algunos casos, las napas subterráneas que están a pocos metros de la superficie de la tierra, corren el riesgo de ser contaminadas.