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Para la reproducción por un organismo que no ha alcanzado la madurez física, consulte Paedogenesis .

Pedogénesis (del griego pedo -, o pedones 'suelo, tierra,', lo que significa y génesis , que significa 'origen, nacimiento') (también denominado desarrollo del suelo , la evolución del suelo , la formación del suelo , y la génesis del suelo ) es el proceso de suelos formación según lo regulan los efectos del lugar, el medio ambiente y la historia. Los procesos biogeoquímicos actúan tanto para crear como para destruir el orden ( anisotropía ) dentro de los suelos. Estas alteraciones conducen al desarrollo de capas, denominadas horizontes del suelo , que se distinguen por diferencias de color , estructura, textura y química . Estas características ocurren en patrones de distribución del tipo de suelo , que se forman en respuesta a diferencias en los factores de formación del suelo. [1]

La pedogénesis se estudia como una rama de la pedología , el estudio del suelo en su entorno natural. Otras ramas de la pedología son el estudio de la morfología del suelo y la clasificación del suelo . El estudio de la pedogénesis es importante para comprender los patrones de distribución del suelo en los períodos geológicos actual ( geografía del suelo ) y pasado ( paleopedología ).

Resumen [ editar ]

El suelo se desarrolla a través de una serie de cambios. [2] El punto de partida es la erosión del material parental recién acumulado . Los microbios primitivos se alimentan de compuestos simples ( nutrientes ) liberados por la meteorización y producen ácidos que contribuyen a la meteorización. También dejan residuos orgánicos . [ cita requerida ]

Los nuevos suelos aumentan en profundidad por una combinación de meteorización y deposición adicional . Una tasa estimada de 1/10 mm por año de producción de suelo a partir de la meteorización se ajusta a las tasas de observación. [3] Los suelos nuevos también pueden profundizarse debido a la deposición de polvo . Gradualmente, el suelo puede soportar formas superiores de plantas y animales, comenzando con especies pioneras y avanzando hacia comunidades de plantas y animales más complejas . Los suelos se profundizan con la acumulación de humus principalmente debido a las actividades de las plantas superiores . La capa superficial del suelo se profundiza mediante la mezcla del suelo . [4]A medida que los suelos maduran, desarrollan capas a medida que se acumula materia orgánica y se produce la lixiviación. Este desarrollo de capas es el comienzo del perfil del suelo. [ cita requerida ]

Factores de la formación del suelo [ editar ]

La formación del suelo está influenciada por al menos cinco factores clásicos que se entrelazan en la evolución de un suelo. Son: material parental, clima, topografía (relieve), organismos y tiempo. [5] Cuando se reordenan por clima, relieve, organismos, material parental y tiempo, forman el acrónimo CROPT. [6]

Material principal [ editar ]

El material mineral a partir del cual se forma un suelo se llama material parental . La roca, ya sea que su origen sea ígneo, sedimentario o metamórfico, es la fuente de todos los materiales minerales del suelo y el origen de todos los nutrientes de las plantas con la excepción del nitrógeno, el hidrógeno y el carbono. A medida que el material parental es degradado, transportado, depositado y precipitado química y físicamente, se transforma en suelo. [ cita requerida ]

Los materiales minerales parentales típicos del suelo son: [7]

  • Cuarzo : SiO 2
  • Calcita : CaCO 3
  • Feldespato : KAlSi 3 O 8
  • Mica (biotita): K (Mg, Fe) 3 AlSi 3 O 10 (OH) 2
Suelo, en un campo agrícola en Alemania, que se ha formado sobre material parental de loess .

Los materiales parentales se clasifican según cómo se depositaron. Los materiales residuales son materiales minerales que se han degradado en su lugar desde el lecho rocoso primario. Los materiales transportados son aquellos que han sido depositados por el agua, el viento, el hielo o la gravedad. El material cumulose es materia orgánica que ha crecido y se acumula en su lugar. [ cita requerida ]

Los suelos residuales son suelos que se desarrollan a partir de sus rocas madre subyacentes y tienen la misma química general que esas rocas. Los suelos que se encuentran en mesetas, mesetas y llanuras son suelos residuales. En los Estados Unidos, tan solo el tres por ciento de los suelos son residuales. [8]

La mayoría de los suelos se derivan de materiales transportados que han sido movidos muchos kilómetros por el viento, el agua, el hielo y la gravedad.

  • Los procesos eólicos (movimiento por el viento) son capaces de mover limo y arena fina muchos cientos de millas, formando suelos de loess (60-90 por ciento de limo), [9] común en el Medio Oeste de Norteamérica, noroeste de Europa, Argentina y Centro. Asia. La arcilla rara vez se mueve con el viento, ya que forma agregados estables.
  • Los materiales transportados por agua se clasifican como aluviales, lacustres o marinos. Los materiales aluviales son los que se mueven y depositan por el agua que fluye. Los depósitos sedimentarios asentados en los lagos se denominan lacustres . El lago Bonneville y muchos suelos alrededor de los Grandes Lagos de los Estados Unidos son ejemplos. Los depósitos marinos, como los suelos a lo largo de las costas del Atlántico y del Golfo y en el Valle Imperial de California de los Estados Unidos, son los lechos de mares antiguos que se han revelado como la tierra levantada. [ cita requerida ]
  • El hielo mueve el material parental y hace depósitos en forma de morrenas terminales y laterales en el caso de los glaciares estacionarios. Los glaciares en retroceso dejan morrenas de suelo más suaves y, en todos los casos, quedan llanuras de desagüe a medida que los depósitos aluviales se mueven río abajo del glaciar. [ cita requerida ]
  • El material parental movido por gravedad es obvio en la base de pendientes empinadas como conos de astrágalo y se llama material coluvial . [ cita requerida ]

El material parental cumulose no se mueve sino que se origina a partir de material orgánico depositado. Esto incluye suelos de turba y lodo y es el resultado de la preservación de los residuos vegetales por el bajo contenido de oxígeno de un nivel freático alto. Si bien la turba puede formar suelos estériles, los suelos de barro pueden ser muy fértiles. [ cita requerida ]

Meteorización [ editar ]

La meteorización del material parental toma la forma de meteorización física (desintegración), meteorización química (descomposición) y transformación química. Generalmente, los minerales que se forman bajo altas temperaturas y presiones a grandes profundidades dentro del manto de la Tierra son menos resistentes a la intemperie, mientras que los minerales que se forman a bajas temperaturas y presiones ambientales de la superficie son más resistentes a la intemperie. [ cita requerida ] La meteorización generalmente se limita a los pocos metros superiores de material geológico, porque las tensiones y fluctuaciones físicas, químicas y biológicas generalmente disminuyen con la profundidad. [10]La desintegración física comienza cuando las rocas que se han solidificado en las profundidades de la Tierra se exponen a una presión más baja cerca de la superficie y se hinchan y se vuelven mecánicamente inestables. La descomposición química es una función de la solubilidad de los minerales, cuya velocidad se duplica con cada aumento de 10 ° C en la temperatura, pero depende en gran medida del agua para efectuar cambios químicos. Las rocas que se descompondrán en unos pocos años en climas tropicales permanecerán inalteradas durante milenios en los desiertos. [11] Los cambios estructurales son el resultado de la hidratación, oxidación y reducción. La meteorización química se debe principalmente a la excreción de ácidos orgánicos y compuestos quelantes por parte de bacterias [12] y hongos, [13] que se cree que aumentan en la actualidad.efecto invernadero . [14]

  • La desintegración física es la primera etapa en la transformación del material parental en suelo. Las fluctuaciones de temperatura provocan la expansión y contracción de la roca, dividiéndola a lo largo de líneas de debilidad. Entonces, el agua puede entrar en las grietas y congelarse y causar la división física del material a lo largo de un camino hacia el centro de la roca, mientras que los gradientes de temperatura dentro de la roca pueden causar la exfoliación de "conchas". Los ciclos de humectación y secado hacen que las partículas del suelo se desgasten a un tamaño más fino, al igual que el frotamiento físico del material cuando es movido por el viento, el agua y la gravedad. El agua puede depositarse dentro de las rocas minerales que se expanden al secarse, lo que tensiona la roca. Finalmente,Los organismos reducen el tamaño del material parental y crean grietas y poros mediante la acción mecánica de las raíces de las plantas y la actividad de excavación de los animales.[15] La trituración del material parental por animales que comen rocas también contribuye a la formación incipiente del suelo. [dieciséis]
  • La descomposición química y los cambios estructurales se producen cuando los minerales se vuelven solubles por el agua o cambian de estructura. Los tres primeros de la siguiente lista son cambios de solubilidad y los tres últimos son cambios estructurales. [17]
  1. La solución de sales en agua resulta de la acción de moléculas de agua bipolar sobre compuestos de sal iónica produciendo una solución de iones y agua, eliminando esos minerales y reduciendo la integridad de la roca, a un ritmo que depende del flujo de agua y de los canales de los poros. [18]
  2. La hidrólisis es la transformación de minerales enmoléculas polares mediante la división del agua que interviene. Esto da como resultadopares de ácido-base solubles. Por ejemplo, la hidrólisis de la ortoclasa - feldespato la transforma enarcilla de silicato ácidoe hidróxido de potasio básico, ambos más solubles. [19]
  3. En la carbonatación , la solución de dióxido de carbono en agua forma ácido carbónico . El ácido carbónico transformará la calcita en bicarbonato de calcio más soluble . [20]
  4. La hidratación es la inclusión de agua en una estructura mineral, provocando que se hinche y dejándola estresada y fácilmente descompuesta . [21]
  5. La oxidación de un compuesto mineral es la inclusión de oxígeno en un mineral, lo que hace que aumente su número de oxidación y se hinche debido al tamaño relativamente grande del oxígeno, dejándolo estresado y más fácilmente atacado por el agua (hidrólisis) o el ácido carbónico (carbonatación). . [22]
  6. La reducción , lo opuesto a la oxidación, significa la eliminación de oxígeno, por lo que se reduce el número de oxidación de alguna parte del mineral, lo que ocurre cuando el oxígeno es escaso. La reducción de minerales los deja eléctricamente inestables, más solubles y estresados ​​internamente y se descomponen fácilmente. Ocurre principalmente encondiciones de anegamiento . [23]

De los anteriores, la hidrólisis y la carbonatación son las más efectivas, en particular en regiones de alta precipitación, temperatura y erosión física . [24] La meteorización química se vuelve más efectiva a medida que aumenta el área de la superficie de la roca, por lo que se ve favorecida por la desintegración física. [25] Esto se debe a gradientes climáticos latitudinales y altitudinales en la formación de regolitos . [26] [27]

La saprolita es un ejemplo particular de suelo residual formado a partir de la transformación de granito, metamórfico y otros tipos de lecho rocoso en minerales arcillosos. A menudo llamada [granito degradado], la saprolita es el resultado de procesos de meteorización que incluyen: hidrólisis , quelación de compuestos orgánicos, hidratación (la solución de minerales en agua con pares de cationes y aniones resultantes) y procesos físicos que incluyen congelación y descongelación.. La composición mineralógica y química del material del lecho rocoso primario, sus características físicas, incluido el tamaño del grano y el grado de consolidación, y la velocidad y el tipo de meteorización transforman el material parental en un mineral diferente. La textura, el pH y los componentes minerales de la saprolita se heredan de su material original. Este proceso también se llama arenización , lo que resulta en la formación de suelos arenosos (arenas graníticas), gracias a la resistencia mucho mayor del cuarzo en comparación con otros componentes minerales del granito ( micas , anfíboles , feldespatos ). [28]

Clima [ editar ]

Las principales variables climáticas que influyen en la formación del suelo son la precipitación efectiva (es decir, la precipitación menos la evapotranspiración ) y la temperatura, las cuales afectan las tasas de los procesos químicos, físicos y biológicos. Tanto la temperatura como la humedad influyen en el contenido de materia orgánica del suelo a través de sus efectos en el equilibrio entre la producción primaria y la descomposición : cuanto más frío o seco es el clima, menor cantidad de carbono atmosférico se fija como materia orgánica, mientras que la menor materia orgánica se descompone. [29]

El clima es el factor dominante en la formación del suelo , y los suelos muestran las características distintivas de las zonas climáticas en las que se forman, con una retroalimentación al clima a través de la transferencia de carbono almacenado en los horizontes del suelo a la atmósfera. [30] Si las temperaturas cálidas y abundante agua están presentes en el perfil al mismo tiempo, los procesos de meteorización , lixiviación y crecimiento de las plantas se maximizarán. Según la determinación climática de biomas , los climas húmedos favorecen el crecimiento de los árboles. En contraste, los pastos son la vegetación nativa dominante en las regiones subhúmedas y semiáridas , mientras que los arbustos y matorrales de diversos tipos dominan en las zonas áridas.[31]

El agua es esencial para todas las principales reacciones químicas de intemperismo. Para ser eficaz en la formación del suelo, el agua debe penetrar en el regolito . La distribución estacional de la lluvia, las pérdidas por evaporación, la topografía del sitio y la permeabilidad del suelo interactúan para determinar con qué eficacia la precipitación puede influir en la formación del suelo. Cuanto mayor sea la profundidad de penetración del agua, mayor será la profundidad de meteorización del suelo y su desarrollo. El agua excedente que se filtra a través del perfil del suelo transporta materiales solubles y suspendidos desde las capas superiores ( eluviación ) a las capas inferiores ( iluviación ), incluidas las partículas de arcilla [32] y la materia orgánica disuelta .[33] También puede arrastrar materiales solubles en las aguas superficiales de drenaje. Por lo tanto, la filtración de agua estimula las reacciones de intemperismo y ayuda a diferenciar los horizontes del suelo. Asimismo, una deficiencia de agua es un factor importante en la determinación de las características de los suelos de las regiones secas. Las sales solubles no se lixivian de estos suelos y, en algunos casos, se acumulan hasta niveles que reducenel crecimiento de lasplantas [34] y microbiano. [35] Los perfiles de suelo en regiones áridas y semiáridas también son aptos para acumular carbonatos y ciertos tipos de arcillas expansivas ( calcrete ohorizontes de caliche ). [36] [37]En suelos tropicales, cuando el suelo ha sido privado de vegetación (por ejemplo, por deforestación) y, por lo tanto, está sometido a una intensa evaporación, el movimiento capilar ascendente del agua, que ha disuelto las sales de hierro y aluminio, es responsable de la formación de una capa dura superficial. de laterita o bauxita , respectivamente, que es inadecuada para la cutivación, un caso conocido de degradación irreversible del suelo ( lateritización , bauxitización). [38]

Las influencias directas del clima incluyen: [39]

  • Una acumulación superficial de cal en áreas de escasas precipitaciones como el caliche
  • Formación de suelos ácidos en zonas húmedas.
  • Erosión de suelos en laderas empinadas
  • Deposición de materiales erosionados aguas abajo
  • Meteorología química muy intensa, lixiviación y erosión en regiones cálidas y húmedas donde el suelo no se congela

El clima afecta directamente la tasa de meteorización y lixiviación. El viento mueve arena y partículas más pequeñas (polvo), especialmente en regiones áridas donde hay poca cubierta vegetal, depositándola cerca [40] o lejos de la fuente de arrastre. [41] El tipo y la cantidad de precipitación influyen en la formación del suelo al afectar el movimiento de iones y partículas a través del suelo, y ayudan en el desarrollo de diferentes perfiles de suelo. Los perfiles del suelo son más distintos en climas húmedos y fríos, donde se pueden acumular materiales orgánicos, que en climas húmedos y cálidos, donde los materiales orgánicos se consumen rápidamente. [42] La eficacia del agua en la meteorización del material de roca madre depende de las fluctuaciones de temperatura estacionales y diarias, que favorecen las tensiones de tracción.en minerales de roca, y por lo tanto su desagregación mecánica , un proceso llamado fatiga térmica . [43] Mediante el mismo proceso , los ciclos de congelación-descongelación son un mecanismo eficaz que rompe rocas y otros materiales consolidados. [44]

El clima también influye indirectamente en la formación del suelo a través de los efectos de la cobertura vegetal y la actividad biológica, que modifican la velocidad de las reacciones químicas en el suelo. [45]

Topografía [ editar ]

La topografía , o relieve , se caracteriza por la inclinación ( pendiente ), elevación y orientación del terreno. La topografía determina la tasa de precipitación o escorrentía y la tasa de formación o erosión del perfil superficial del suelo . El entorno topográfico puede acelerar o retrasar el trabajo de las fuerzas climáticas. [ cita requerida ]

Las pendientes pronunciadas fomentan la rápida pérdida de suelo por erosión y permiten que entre menos lluvia antes de escurrirse y, por lo tanto, poca deposición de minerales en los perfiles más bajos. En las regiones semiáridas, la menor precipitación efectiva en pendientes más pronunciadas también resulta en una cobertura vegetal menos completa, por lo que hay una menor contribución de las plantas a la formación del suelo. Por todas estas razones, las pendientes pronunciadas evitan que la formación de suelo se adelante mucho a la destrucción del suelo. Por lo tanto, los suelos en terrenos escarpados tienden a tener perfiles poco profundos y poco desarrollados en comparación con los suelos en sitios cercanos más nivelados. [46]

Los suelos en la parte inferior de una colina recibirán más agua que los suelos en las laderas y suelos en las laderas que se enfrentan a la trayectoria del sol será más seco que el suelo en las pendientes que no lo hacen. La topografía determina la exposición al clima, el fuego y otras fuerzas del hombre y la naturaleza. Las acumulaciones de minerales, los nutrientes de las plantas, el tipo de vegetación, el crecimiento de la vegetación, la erosión y el drenaje del agua dependen del relieve topográfico. [ cita requerida ]

En cunetas y depresiones donde el agua de escorrentía tiende a concentrarse, el regolito suele estar más profundamente erosionado y el desarrollo del perfil del suelo está más avanzado. Sin embargo, en las posiciones más bajas del paisaje, el agua puede saturar el regolito hasta tal punto que el drenaje y la aireación están restringidos. Aquí se retarda la meteorización de algunos minerales y la descomposición de la materia orgánica, mientras que se acelera la pérdida de hierro y manganeso. En una topografía tan baja, pueden desarrollarse rasgos de perfil especiales característicos de los suelos de los humedales . Las depresiones permiten la acumulación de agua, minerales y materia orgánica y en el extremo, los suelos resultantes serán marismas salinas o turberas.. La topografía intermedia brinda las mejores condiciones para la formación de un suelo agrícolamente productivo. [ cita requerida ]

Los patrones recurrentes de topografía dan como resultado toposecuencias o catenas del suelo . Estos patrones surgen de diferencias topográficas en erosión, deposición, fertilidad, humedad del suelo, cobertura vegetal, otra biología del suelo, historial de incendios y exposición a los elementos. Estas mismas diferencias son importantes para comprender la historia natural y al administrar el recurso de la tierra. [ cita requerida ]

Organismos [ editar ]

Cada suelo tiene una combinación única de influencias microbianas, vegetales, animales y humanas que actúan sobre él. Los microorganismos son particularmente influyentes en las transformaciones minerales críticas para el proceso de formación del suelo. Además, algunas bacterias pueden fijar nitrógeno atmosférico y algunos hongos son eficientes para extraer fósforo del suelo profundo y aumentar los niveles de carbono del suelo en forma de glomalina . Las plantas mantienen el suelo contra la erosión y el material vegetal acumulado genera niveles de humus en el suelo . La exudación de las raíces de las plantas favorece la actividad microbiana. Los animales sirven para descomponer los materiales vegetales y mezclar el suelo a través de la bioturbación . [ cita requerida ]

El suelo es el ecosistema más abundante de la Tierra, pero la gran mayoría de los organismos del suelo son microbios , muchos de los cuales no se han descrito. [47] [48] Puede haber un límite de población de alrededor de mil millones de células por gramo de suelo, pero las estimaciones del número de especies varían ampliamente de 50.000 por gramo a más de un millón por gramo de suelo. [47] [49] El número total de organismos y especies puede variar ampliamente según el tipo de suelo, la ubicación y la profundidad. [48] [49]

Las plantas, los animales , los hongos, las bacterias y los seres humanos afectan la formación del suelo (consulte el biomanto del suelo y la capa de piedra ). Los animales del suelo, incluida la macrofauna del suelo y la mesofauna del suelo , mezclan los suelos a medida que forman madrigueras y poros , permitiendo que la humedad y los gases se muevan, un proceso llamado bioturbación . [50] De la misma manera, las raíces de las plantas penetran los horizontes del suelo y abren canales al descomponerse. [51] Las plantas con raíces pivotantes profundas pueden penetrar muchos metros a través de las diferentes capas del suelo para extraer nutrientes.desde lo más profundo del perfil. [52] Las plantas tienen raíces finas que excretan compuestos orgánicos ( azúcares , ácidos orgánicos , mucigel ), desprenden células (en particular en su punta) y se descomponen fácilmente, agregando materia orgánica al suelo, un proceso llamado rizodeposición . [53] Los microorganismos, incluidos los hongos y las bacterias, efectúan intercambios químicos entre las raíces y el suelo y actúan como una reserva de nutrientes en un punto de acceso biológico del suelo llamado rizosfera . [54] El crecimiento de raíces a través del suelo estimula las poblaciones microbianas , estimulando a su vez la actividad de sus depredadores.(en particular ameba ), lo que aumenta la tasa de mineralización y, por último, el crecimiento de las raíces, una retroalimentación positiva llamada circuito microbiano del suelo . [55] Fuera de la influencia de las raíces, en el suelo a granel , la mayoría de las bacterias se encuentran en un estado inactivo, formando micro agregados , es decir, colonias mucilaginosas a las que se pegan partículas de arcilla, ofreciéndoles una protección contra la desecación y depredación por la microfauna del suelo ( protozoos bacteriófagos y nematodos ). [56]Los microagregados (20-250 μm) son ingeridos por la mesofauna y la macrofauna del suelo , y los cuerpos bacterianos son digeridos total o parcialmente en sus intestinos . [57]

Los seres humanos impactan la formación del suelo al eliminar la cubierta vegetal con erosión , anegamiento , lateritización o podzolización (según el clima y la topografía) como resultado. [58] Su labranza también mezcla las diferentes capas del suelo, reiniciando el proceso de formación del suelo a medida que se mezcla menos material degradado con las capas superiores más desarrolladas, lo que resulta en un aumento neto de la tasa de meteorización mineral. [59]

Lombrices de tierra , hormigas , termitas , topos , tuzas , así como algunos milpiés y escarabajos tenebriónidos mezclan el suelo a medida que excavan, afectando significativamente la formación del suelo. [60] Las lombrices de tierra ingieren partículas del suelo y residuos orgánicos, lo que mejora la disponibilidad de nutrientes de las plantas en el material que pasa a través de sus cuerpos. [61] Airean y revuelven el suelo y crean agregados de suelo estables, después de haber interrumpido los enlaces entre las partículas del suelo durante el tránsito intestinal del suelo ingerido, [62] asegurando así una rápida infiltración de agua. [63]Además, a medida que las hormigas y las termitas construyen montículos, transportan materiales del suelo de un horizonte a otro. [64] Las lombrices de tierra cumplen otras funciones importantes en el ecosistema del suelo, en particular su intensa producción de moco , tanto dentro del intestino como como revestimiento en sus galerías, [65] ejercen un efecto de imprimación sobre la microflora del suelo, [66] dándoles el estado de los ingenieros de ecosistemas , que comparten con las hormigas y las termitas. [67]

En general, la mezcla del suelo por las actividades de los animales, a veces llamada pedoturbación , tiende a deshacer o contrarrestar la tendencia de otros procesos de formación del suelo que crean horizontes distintos. [68] Las termitas y las hormigas también pueden retrasar el desarrollo del perfil del suelo al desnudar grandes áreas de suelo alrededor de sus nidos, lo que lleva a una mayor pérdida de suelo por erosión. [69] Animales grandes como topos, topos y perros de la pradera perforan los horizontes inferiores del suelo, trayendo materiales a la superficie. [70]Sus túneles suelen estar abiertos a la superficie, lo que fomenta el movimiento del agua y el aire hacia las capas del subsuelo. En áreas localizadas, mejoran la mezcla de los horizontes inferior y superior al crear y luego rellenar los túneles. Las madrigueras de animales viejos en los horizontes inferiores a menudo se llenan de material de suelo del horizonte A suprayacente, creando características de perfil conocidas como crotovinas. [71]

La vegetación impacta los suelos de muchas formas. Puede prevenir la erosión causada por la lluvia excesiva que podría resultar de la escorrentía superficial . [72] Las plantas dan sombra a los suelos, manteniéndolos más frescos [73] y la evaporación lenta de la humedad del suelo , [74] o por el contrario, por medio de la transpiración , las plantas pueden hacer que los suelos pierdan humedad, lo que resulta en relaciones complejas y altamente variables entre el índice de área foliar (midiendo la interceptación de la luz) y la pérdida de humedad: en general, las plantas evitan la desecación del suelo durante los meses más secos, mientras que lo secan durante los meses más húmedos, actuando así como un amortiguador contra fuertes variaciones de humedad. [75]Las plantas pueden formar nuevas sustancias químicas que pueden descomponer los minerales, tanto directa [76] como indirectamente a través de hongos micorrízicos [13] y bacterias de la rizosfera, [77] y mejorar la estructura del suelo. [78] El tipo y la cantidad de vegetación depende del clima, la topografía, las características del suelo y los factores biológicos, mediados o no por actividades humanas. [79] [80]Los factores del suelo como la densidad, la profundidad, la química, el pH, la temperatura y la humedad afectan en gran medida el tipo de plantas que pueden crecer en un lugar determinado. Las plantas muertas y las hojas y los tallos caídos comienzan su descomposición en la superficie. Allí, los organismos se alimentan de ellos y mezclan la materia orgánica con las capas superiores del suelo; estos compuestos orgánicos agregados pasan a formar parte del proceso de formación del suelo. [81]

La influencia del hombre, y por asociación, el fuego, son factores de estado colocados dentro del factor de estado de los organismos. [82] El hombre puede importar o extraer nutrientes y energía de formas que cambian drásticamente la formación del suelo. La erosión acelerada del suelo debido al pastoreo excesivo y la terraformación precolombina de la cuenca del Amazonas que da como resultado Terra Preta son dos ejemplos de los efectos del manejo del hombre.

Las actividades humanas influyen ampliamente en la formación del suelo . [83] Por ejemplo, se cree que los nativos americanos constituyen periódicamente incendios para mantener varias grandes áreas de pradera praderas en Indiana y Michigan , aunque el clima y mamíferos herbívoros (por ejemplo, bisontes ) también se recomiendan para explicar el mantenimiento de la Grandes Llanuras del Norte America. [84] En tiempos más recientes, la destrucción humana de la vegetación natural y la subsiguiente labranza del suelo para la producción de cultivos ha modificado abruptamente la formación del suelo. [85]Asimismo, el riego del suelo en una región árida influye drásticamente en los factores formadores del suelo, [86] al igual que la adición de fertilizantes y cal a suelos de baja fertilidad. [87]

Los ecosistemas distintos producen suelos distintos, a veces de formas fácilmente observables. Por ejemplo, tres especies de caracoles terrestres del género Euchondrus en el desierto de Negev se caracterizan por comer líquenes que crecen debajo de las rocas y losas de piedra caliza de la superficie ( líquenes endolíticos ). [88] Rompen y se comen la piedra caliza. [88] Su pastoreo da como resultado el desgaste de las piedras y la consiguiente formación de suelo. [88]Tienen un efecto significativo en la región: se estima que la población total de caracoles procesa entre 0,7 y 1,1 toneladas métricas por hectárea por año de piedra caliza en el desierto de Negev. [88]

Los efectos de los ecosistemas antiguos no se observan con tanta facilidad y esto desafía la comprensión de la formación del suelo. Por ejemplo, los chernozems de la pradera de pastos altos de América del Norte tienen una fracción de humus de la cual casi la mitad es carbón. Este resultado no se anticipó porque no se observa fácilmente la ecología antecedente del fuego de la pradera capaz de producir estos suelos negros ricos y profundos. [89]

Hora [ editar ]

El tiempo es un factor en las interacciones de todo lo anterior. [5] Si bien una mezcla de arena, limo y arcilla constituye la textura de un suelo y la agregación de esos componentes produce peds , el desarrollo de un horizonte B distinto marca el desarrollo de un suelo o pedogénesis . [90] Con el tiempo, los suelos desarrollarán características que dependerán de la interacción de los factores formadores de suelos enumerados anteriormente. [5] Se necesitan décadas [91] a varios miles de años para que un suelo desarrolle un perfil, [92]aunque se ha criticado la noción de desarrollo del suelo, el suelo se encuentra en un estado de cambio constante bajo la influencia de factores fluctuantes que lo forman. [93] Ese período de tiempo depende en gran medida del clima, el material parental, el relieve y la actividad biótica. [94] [95] Por ejemplo, el material depositado recientemente de una inundación no exhibe ningún desarrollo del suelo ya que no ha habido suficiente tiempo para que el material forme una estructura que defina aún más el suelo. [96] La superficie del suelo original está enterrada y el proceso de formación debe comenzar de nuevo para este depósito. Con el tiempo, el suelo desarrollará un perfil que dependerá de la intensidad de la biota y el clima. Si bien un suelo puede lograr una estabilidad relativa de sus propiedades durante períodos prolongados, [92]el ciclo de vida del suelo finalmente termina en condiciones del suelo que lo dejan vulnerable a la erosión. [97] A pesar de la inevitabilidad del retroceso y la degradación del suelo, la mayoría de los ciclos del suelo son largos. [92]

Los factores formadores del suelo continúan afectando a los suelos durante su existencia, incluso en paisajes "estables" que son duraderos, algunos durante millones de años. [92] Los materiales se depositan en la parte superior [98] o se soplan o se lavan de la superficie. [99] Con adiciones, remociones y alteraciones, los suelos siempre están sujetos a nuevas condiciones. Que se trate de cambios rápidos o lentos depende del clima, la topografía y la actividad biológica. [100]

El tiempo como factor formador del suelo puede investigarse mediante el estudio de las cronosecuencias del suelo , en las que se pueden comparar suelos de diferentes edades pero con diferencias menores en otros factores formadores del suelo. [101]

Los paleosoles son suelos formados durante las condiciones previas de formación del suelo.

Historia de la investigación [ editar ]

5 factores de formación del suelo

Ecuación de Dokuchaev [ editar ]

El geólogo ruso Vasily Dokuchaev , comúnmente considerado el padre de la pedología, determinó en 1883 [102] que la formación del suelo ocurre con el tiempo bajo la influencia del clima , la vegetación , la topografía y el material parental. Demostró esto en 1898 usando la ecuación de formación del suelo: [103]

suelo = f ( cl , o , p ) tr

(donde cl o c = clima, o = organismos, p = procesos biológicos) tr = tiempo relativo (joven, maduro, viejo)

Ecuación de estado de Hans Jenny [ editar ]

El científico estadounidense del suelo Hans Jenny publicó en 1941 una ecuación estatal para los factores que influyen en la formación del suelo:

S = f ( cl , o , r , p , t , … )
  • S formación de suelo
  • cl (a veces c ) clima
  • o Los organismos ( microbiología del suelo , mesofauna del suelo , la biología del suelo )
  • r alivio
  • p material parental
  • t tiempo

Esto a menudo se recuerda con el mnemónico Clorpt.

La ecuación de estado de Jenny en Factores de formación del suelo difiere de la ecuación de Vasily Dokuchaev, tratando el tiempo ( t ) como un factor, agregando el relieve topográfico ( r ) y dejando deliberadamente la elipsis "abierta" para que se agreguen más factores ( variables de estado ) como nuestro entendimiento se vuelve más refinado.

Hay dos métodos principales para resolver la ecuación de estado: primero de manera teórica o conceptual mediante deducciones lógicas de ciertas premisas, y segundo de manera empírica mediante experimentación u observación de campo. El método empírico todavía se emplea principalmente en la actualidad, y la formación del suelo se puede definir variando un solo factor y manteniendo constantes los demás factores. Esto llevó al desarrollo de modelos empíricos para describir la pedogénesis, tales como funciones climáticas, biofunciones, funciones superiores, funciones liti y cronofunciones. Desde que Hans Jenny publicó su formulación en 1941, ha sido utilizada por innumerables topógrafos de todo el mundo como una lista cualitativa para comprender los factores que pueden ser importantes para producir el patrón de suelo dentro de una región. [104]

Procesos de formación del suelo [ editar ]

Los suelos se desarrollan a partir de material parental mediante varios procesos de meteorización . La acumulación, descomposición y humificación de materia orgánica son tan importantes para la formación del suelo como la meteorización. La zona de humificación y meteorización se denomina solum . [ cita requerida ]

La acidificación del suelo resultante de la respiración del suelo soporta la erosión química . Las plantas contribuyen a la meteorización química a través de los exudados de las raíces. [ cita requerida ]

Los suelos pueden enriquecerse mediante la deposición de sedimentos en llanuras aluviales y abanicos aluviales, y por depósitos transportados por el viento . [ cita requerida ]

La mezcla del suelo (pedoturbación) es a menudo un factor importante en la formación del suelo. La pedoturbación incluye arcillas batidas , crioturbación y bioturbación . Los tipos de bioturbación incluyen la pedoturbación de la fauna ( excavación de animales ), la pedoturbación floral (crecimiento de raíces, arrancamiento de árboles ) y la pedoturbación de hongos (crecimiento de micelios). La pedoturbación transforma los suelos a través de la desestratificación, mezcla y clasificación , además de crear rutas de flujo preferenciales para el gas del suelo y el agua infiltrada . La zona de bioturbación activa se denomina biomanto del suelo . [ cita requerida ]

Contenido de humedad del suelo y el flujo de agua a través del perfil del suelo de soporte lixiviación de constituyentes solubles , y eluviation. La eluviación es la translocación de material coloide , como materia orgánica, arcilla y otros compuestos minerales. Los componentes transportados se depositan debido a las diferencias en la humedad del suelo y la química del suelo, especialmente el pH del suelo y el potencial redox . La interacción de remoción y deposición da como resultado horizontes de suelo contrastantes. [ cita requerida ]

Los procesos clave de formación de suelos especialmente importantes para los patrones de formación de suelos a gran escala son: [105]

  • Laterización
  • Podsolización
  • Calcificación
  • Salinización
  • Gleization

Ejemplos [ editar ]

Una variedad de mecanismos contribuyen a la formación del suelo, incluida la sedimentación , la erosión , la sobrepresión y la sucesión del lecho del lago . Un ejemplo específico de la evolución de los suelos en los lechos de los lagos prehistóricos se encuentra en Makgadikgadi Pans del desierto de Kalahari , donde el cambio en el curso de un antiguo río condujo a milenios de acumulación de salinidad y formación de calcretas y silcretas . [106]

Notas [ editar ]

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