Las propiedades físicas del suelo , en orden de importancia decreciente para los servicios ecosistémicos como la producción de cultivos , son textura , estructura , densidad aparente , porosidad , consistencia, temperatura, color y resistividad . [1] La textura del suelo está determinada por la proporción relativa de los tres tipos de partículas minerales del suelo, llamadas separaciones del suelo: arena , limo y arcilla . En la siguiente escala más grande, las estructuras del suelo llamadas peds o más comúnmente agregados del suelo.se crean a partir del suelo que se separa cuando los óxidos de hierro , carbonatos , arcilla, sílice y humus recubren las partículas y hacen que se adhieran a estructuras secundarias más grandes y relativamente estables. [2] La densidad aparente del suelo , cuando se determina en condiciones de humedad estandarizadas, es una estimación de la compactación del suelo . [3] La porosidad del suelo consiste en la parte vacía del volumen del suelo y está ocupada por gases o agua. La consistencia del suelo es la capacidad de los materiales del suelo para unirse. La temperatura y el color del suelo son autodefinidos. La resistividad se refiere a la resistencia a la conducción de corrientes eléctricas y afecta la tasa de corrosión de las estructuras de metal y hormigón que están enterradas en el suelo. [4] Estas propiedades varían según la profundidad de un perfil del suelo, es decir, a través de los horizontes del suelo . La mayoría de estas propiedades determinan la aireación del suelo y la capacidad del agua para infiltrarse y mantenerse dentro del suelo. [5]
Propiedad / comportamiento | Arena | Limo | Arcilla |
---|---|---|---|
Capacidad de retención de agua | Bajo | Medio a alto | Elevado |
Aireación | Bien | Medio | Pobre |
Tasa de drenaje | Elevado | Lento a medio | Muy lento |
Nivel de materia orgánica del suelo | Bajo | Medio a alto | Alto a medio |
Descomposición de materia orgánica | Rápido | Medio | Lento |
Calentamiento en primavera | Rápido | Moderar | Lento |
Compactabilidad | Bajo | Medio | Elevado |
Susceptibilidad a la erosión eólica | Moderado (alto si es arena fina) | Elevado | Bajo |
Susceptibilidad a la erosión hídrica | Baja (a menos que sea arena fina) | Elevado | Bajo si se agrega, de lo contrario alto |
Potencial de contracción / hinchamiento | Muy bajo | Bajo | Moderada a muy alta |
Sellado de estanques, presas y vertederos | Pobre | Pobre | Bien |
Idoneidad para la labranza después de la lluvia | Bien | Medio | Pobre |
Potencial de lixiviación de contaminantes | Elevado | Medio | Bajo (a menos que esté agrietado) |
Capacidad para almacenar nutrientes vegetales. | Pobre | Medio a alto | Elevado |
Resistencia al cambio de pH | Bajo | Medio | Elevado |
Textura
Los componentes minerales del suelo son arena , limo y arcilla , y sus proporciones relativas determinan la textura del suelo. Las propiedades que están influenciadas por la textura del suelo incluyen porosidad , permeabilidad , infiltración , tasa de contracción-hinchamiento , capacidad de retención de agua y susceptibilidad a la erosión. En el triángulo de clasificación de texturas del USDA ilustrado, el único suelo en el que no predomina ni arena, limo ni arcilla se llama franco . Si bien incluso la arena pura, el limo o la arcilla pueden considerarse un suelo, desde la perspectiva de la agricultura convencional, un suelo franco con una pequeña cantidad de material orgánico se considera "ideal", ya que actualmente se utilizan fertilizantes o estiércol para mitigar las pérdidas de nutrientes debido a rendimientos de los cultivos a largo plazo. [7] Los componentes minerales de un suelo franco pueden ser un 40% de arena, un 40% de limo y el resto un 20% de arcilla en peso. La textura del suelo afecta el comportamiento del suelo, en particular, su capacidad de retención de nutrientes (por ejemplo, capacidad de intercambio catiónico ) [8] y agua .
La arena y el limo son productos de la meteorización física y química de la roca madre ; [9] La arcilla, por otro lado, es más a menudo el producto de la precipitación de la roca madre disuelta como mineral secundario, excepto cuando se deriva de la meteorización de la mica . [10] Es la relación área de superficie a volumen ( área de superficie específica ) de las partículas del suelo y las cargas eléctricas iónicas desequilibradas dentro de las que determinan su papel en la fertilidad del suelo, medida por su capacidad de intercambio catiónico . [11] [12] La arena es la menos activa, con la menor superficie específica, seguida del limo; la arcilla es la más activa. El mayor beneficio de la arena para el suelo es que resiste la compactación y aumenta la porosidad del suelo, aunque esta propiedad representa solo arena pura, no arena mezclada con minerales más pequeños que llenan los vacíos entre los granos de arena. [13] El limo es mineralógicamente como la arena, pero con su mayor superficie específica es más activo química y físicamente que la arena. Pero es el contenido de arcilla del suelo, con su superficie específica muy alta y, en general, gran cantidad de cargas negativas, lo que confiere al suelo su alta capacidad de retención de agua y nutrientes. [11] Los suelos arcillosos también resisten mejor la erosión por el viento y el agua que los suelos limosos y arenosos, ya que las partículas se unen estrechamente entre sí, [14] y eso con un fuerte efecto de mitigación de la materia orgánica. [15]
La arena es el componente mineral más estable del suelo; consta de fragmentos de roca, principalmente partículas de cuarzo , que varían en tamaño de 2,0 a 0,05 mm (0,0787 a 0,0020 pulgadas) de diámetro. El limo varía en tamaño de 0.05 a 0.002 mm (0.001969 a 7.9 × 10 −5 in). Clay no se puede resolver mediante los microscopios ópticos como sus partículas son 0,002 mm (7,9 × 10 -5 in) o menos de diámetro y un grosor de sólo 10 angstroms (10 -10 m). [16] [17] En suelos de textura media, la arcilla a menudo se lava hacia abajo a través del perfil del suelo (un proceso llamado eluviación ) y se acumula en el subsuelo (un proceso llamado iluviación ). No existe una relación clara entre el tamaño de los componentes minerales del suelo y su naturaleza mineralógica: las partículas de arena y limo pueden ser tanto calcáreas como silíceas , [18] mientras que se pueden fabricar arcillas de textura (0,002 mm (7,9 × 10 −5 pulgadas )) de partículas de cuarzo muy finas, así como de minerales secundarios de varias capas. [19] Los componentes minerales del suelo que pertenecen a una determinada clase de textura pueden, por tanto, compartir propiedades vinculadas a su superficie específica (por ejemplo, retención de humedad ), pero no las ligadas a su composición química (por ejemplo , capacidad de intercambio catiónico ).
Los componentes del suelo mayores de 2.0 mm (0.079 in) se clasifican como rocas y grava y se eliminan antes de determinar los porcentajes de los componentes restantes y la clase de textura del suelo, pero se incluyen en el nombre. Por ejemplo, un suelo franco arenoso con un 20% de grava se llamaría franco arenoso con grava.
Cuando el componente orgánico de un suelo es sustancial, el suelo se denomina suelo orgánico en lugar de suelo mineral. Un suelo se llama orgánico si:
- La fracción mineral es 0% de arcilla y la materia orgánica es 20% o más.
- La fracción mineral es de 0% a 50% de arcilla y la materia orgánica está entre 20% y 30%
- La fracción mineral es 50% o más de arcilla y materia orgánica 30% o más. [20]
Estructura
La aglomeración de los componentes de textura del suelo de arena, limo y arcilla hace que se formen agregados y la asociación adicional de esos agregados en unidades más grandes crea estructuras de suelo llamadas peds (una contracción de la palabra pedolito ). La adhesión de los componentes texturales del suelo por sustancias orgánicas, óxidos de hierro, carbonatos, arcillas y sílice, la rotura de esos agregados por expansión-contracción causada por ciclos de congelación-descongelación y mojado-secado, [21] y la acumulación de los agregados de los animales del suelo, las colonias microbianas y las puntas de las raíces [22] dan forma al suelo en distintas formas geométricas. [23] [24] Los peds evolucionan en unidades que tienen varias formas, tamaños y grados de desarrollo. [25] Un terrón de suelo, sin embargo, no es un ped sino más bien una masa de suelo que resulta de la alteración mecánica del suelo, como el cultivo . La estructura del suelo afecta la aireación , el movimiento del agua, la conducción de calor, el crecimiento de las raíces de las plantas y la resistencia a la erosión. [26] El agua, a su vez, tiene un fuerte efecto sobre la estructura del suelo, directamente a través de la disolución y precipitación de minerales, la destrucción mecánica de agregados ( apagado ) [27] e indirectamente al promover el crecimiento de plantas, animales y microbios.
La estructura del suelo a menudo da pistas sobre su textura, contenido de materia orgánica, actividad biológica, evolución pasada del suelo, uso humano y las condiciones químicas y mineralógicas bajo las cuales se formó el suelo. Si bien la textura se define por el componente mineral de un suelo y es una propiedad innata del suelo que no cambia con las actividades agrícolas, la estructura del suelo se puede mejorar o destruir mediante la elección y el momento de las prácticas agrícolas. [23]
Clases estructurales del suelo: [28]
- Tipos: forma y disposición de los peds
- Platy: las pastillas se aplanan una encima de la otra de 1 a 10 mm de grosor. Se encuentra en el horizonte A de suelos forestales y sedimentación de lagos.
- Prismático y columnar: los pedos prismáticos son largos en la dimensión vertical, de 10 a 100 mm de ancho. Los peds prismáticos tienen cimas planas, los peds columnares tienen cimas redondeadas. Tienden a formarse en el horizonte B en suelos con alto contenido de sodio donde se ha acumulado arcilla.
- Angulares y subangulares: los pedos en bloque son cubos imperfectos, de 5 a 50 mm, angulares con bordes afilados, subangulares con bordes redondeados. Tienden a formarse en el horizonte B donde la arcilla se ha acumulado e indica una mala penetración del agua.
- Granular y miga: grupos de poliedros esferoides, de 1 a 10 mm, que a menudo se encuentran en el horizonte A en presencia de material orgánico. Las migas son más porosas y se consideran ideales.
- Clases: tamaño de los peds cuyos rangos dependen del tipo anterior
- Muy fino o muy fino: <1 mm laminado y esférico; <5 mm en bloque; <10 mm en forma de prisma.
- Fino o delgado: 1–2 mm laminado y esférico; Bloques de 5 a 10 mm; Prisma de 10–20 mm.
- Medio: 2–5 mm laminado, granular; Bloques de 10-20 mm; 20–50 prisma.
- Grueso o grueso: 5–10 mm laminado, granular; Bloques de 20 a 50 mm; Prisma de 50–100 mm.
- Muy grueso o muy grueso:> 10 mm laminado, granular; > 50 mm en bloque; > 100 mm prisma.
- Grados: es una medida del grado de desarrollo o cementación dentro de los peds que resulta en su fuerza y estabilidad.
- Débil: la cementación débil permite que los peds se deshagan en los tres componentes de textura, arena, limo y arcilla.
- Moderado: Los plaguicidas no son distintos en suelos no perturbados, pero cuando se eliminan se rompen en agregados, algunos agregados rotos y poco material no agregado. Esto se considera ideal.
- Fuerte: los Peds son distintos antes de quitarlos del perfil y no se rompen fácilmente.
- Sin estructura: el suelo está completamente cementado en una gran masa, como losas de arcilla, o sin cementación, como con arena.
En la escala más grande, las fuerzas que dan forma a la estructura de un suelo resultan de la hinchazón y la contracción que inicialmente tienden a actuar horizontalmente, causando peds prismáticos orientados verticalmente. Este proceso mecánico se ejemplifica principalmente en el desarrollo de vertisoles . [29] El suelo arcilloso, debido a su tasa de secado diferencial con respecto a la superficie, inducirá grietas horizontales, reduciendo las columnas a peds en bloque. [30] Las raíces, los roedores, los gusanos y los ciclos de congelación-descongelación rompen aún más los pedos en pedos más pequeños de forma más o menos esférica. [22]
A menor escala, las raíces de las plantas se extienden hacia los vacíos ( macroporos ) y eliminan el agua [31], lo que hace que aumente la macroporosidad y disminuya la microporosidad [32], lo que reduce el tamaño del agregado. [33] Al mismo tiempo, los pelos de las raíces y las hifas de los hongos crean túneles microscópicos que rompen los pedos. [34] [35]
A una escala aún menor, la agregación del suelo continúa a medida que las bacterias y los hongos exudan polisacáridos pegajosos que unen el suelo en forma de pedos más pequeños. [36] La adición de materia orgánica cruda de la que se alimentan las bacterias y los hongos fomenta la formación de esta estructura deseable del suelo. [37]
En la escala más baja, la química del suelo afecta la agregación o dispersión de las partículas del suelo. Las partículas de arcilla contienen cationes polivalentes que dan a las caras de las capas de arcilla cargas negativas localizadas. [38] Al mismo tiempo, los bordes de las placas de arcilla tienen una ligera carga positiva, lo que permite que los bordes se adhieran a las cargas negativas en las caras de otras partículas de arcilla o floculan (forman grumos). [39] Por otro lado, cuando los iones monovalentes, como el sodio, invaden y desplazan los cationes polivalentes, debilitan las cargas positivas en los bordes, mientras que las cargas superficiales negativas se fortalecen relativamente. Esto deja una carga negativa en las caras de la arcilla que repele otras arcillas, lo que hace que las partículas se separen y, al hacerlo, desfloculen las suspensiones de arcilla. [40] Como resultado, la arcilla se dispersa y se asienta en los huecos entre los peds, lo que hace que se cierren. De esta manera se destruye la estructura abierta del suelo y el suelo se vuelve impenetrable al aire y al agua. [41] Tal suelo sódico (también llamado suelo haline ) tiende a formar peds columnares cerca de la superficie. [42]
Densidad
Tratamiento e identificación de suelos | Densidad aparente (g / cm 3 ) | Espacio poroso (%) |
---|---|---|
Suelo superficial labrado de un campo de algodón | 1.3 | 51 |
Inter-filas con tráfico donde las ruedas pasaron la superficie | 1,67 | 37 |
Bandeja de tráfico a 25 cm de profundidad | 1,7 | 36 |
Suelo inalterado debajo de la bandeja de tráfico, franco arcilloso | 1,5 | 43 |
Suelo franco limoso rocoso bajo el bosque de álamos | 1,62 | 40 |
Suelo superficial de arena arcillosa | 1,5 | 43 |
Turba descompuesta | 0,55 | sesenta y cinco |
La densidad de las partículas del suelo es típicamente de 2,60 a 2,75 gramos por cm 3 y generalmente no cambia para un suelo dado. [44] La densidad de partículas del suelo es menor para suelos con alto contenido de materia orgánica, [45] y es mayor para suelos con alto contenido de óxidos de hierro. [46] La densidad aparente del suelo es igual a la masa seca del suelo dividida por el volumen del suelo; es decir, incluye espacio aéreo y materiales orgánicos del volumen del suelo. Por lo tanto, la densidad aparente del suelo es siempre menor que la densidad de las partículas del suelo y es un buen indicador de la compactación del suelo. [47] La densidad aparente del suelo de la marga cultivada es de aproximadamente 1,1 a 1,4 g / cm 3 (en comparación, el agua es de 1,0 g / cm 3 ). [48] Contrariamente a la densidad de partículas, la densidad aparente del suelo es muy variable para un suelo dado, con una fuerte relación causal con la actividad biológica del suelo y las estrategias de manejo. [49] Sin embargo, se ha demostrado que, según la especie y el tamaño de sus agregados (heces), las lombrices de tierra pueden aumentar o disminuir la densidad aparente del suelo. [50] Una densidad aparente más baja por sí misma no indica idoneidad para el crecimiento de las plantas debido a la influencia confusa de la textura y estructura del suelo. [51] Una alta densidad aparente es indicativa de compactación del suelo o de una mezcla de clases de textura del suelo en la que pequeñas partículas llenan los huecos entre las partículas más gruesas. [52] De ahí la correlación positiva entre la dimensión fractal del suelo, considerado como un medio poroso , y su densidad aparente, [53] que explica la mala conductividad hidráulica del franco arcilloso limoso en ausencia de una estructura faunística. [54]
Porosidad
El espacio poroso es la parte del volumen total del suelo que no está ocupada por materia mineral u orgánica, sino que es un espacio abierto ocupado por gases o agua. En un suelo productivo de textura media, el espacio total de los poros suele ser aproximadamente el 50% del volumen del suelo. [55] El tamaño de los poros varía considerablemente; los poros más pequeños ( criptoporos ; <0,1 μm ) retienen el agua con demasiada fuerza para que los utilicen las raíces de las plantas; el agua disponible para las plantas se mantiene en ultramicroporos , microporos y mesoporos (0,1 a 75 μm ); y los macroporos (> 75 μm ) generalmente se llenan de aire cuando el suelo está a capacidad de campo .
La textura del suelo determina el volumen total de los poros más pequeños; [56] Los suelos arcillosos tienen poros más pequeños, pero más espacio total de poros que las arenas, [57] a pesar de una permeabilidad mucho menor . [58] La estructura del suelo tiene una fuerte influencia en los poros más grandes que afectan la aireación del suelo, la infiltración de agua y el drenaje. [59] La labranza tiene el beneficio a corto plazo de aumentar temporalmente el número de poros de mayor tamaño, pero estos pueden degradarse rápidamente por la destrucción de la agregación del suelo. [60]
La distribución del tamaño de los poros afecta la capacidad de las plantas y otros organismos para acceder al agua y al oxígeno; Los poros grandes y continuos permiten la transmisión rápida de aire, agua y nutrientes disueltos a través del suelo, y los poros pequeños almacenan agua entre lluvias o eventos de riego. [61] La variación del tamaño de los poros también compartimenta el espacio de los poros del suelo, de modo que muchos organismos microbianos y faunísticos no compiten directamente entre sí, lo que puede explicar no solo el gran número de especies presentes, sino el hecho de que los organismos funcionalmente redundantes (organismos con el mismo nicho ecológico) puede coexistir dentro del mismo suelo. [62]
Consistencia
La consistencia es la capacidad del suelo para adherirse a sí mismo oa otros objetos ( cohesión y adhesión , respectivamente) y su capacidad para resistir la deformación y la ruptura. Es de uso aproximado para predecir problemas de cultivo [63] y la ingeniería de cimentaciones. [64] La consistencia se mide en tres condiciones de humedad: secado al aire, húmedo y mojado. [65] En esas condiciones, la calidad de la consistencia depende del contenido de arcilla. En estado húmedo, se evalúan las dos cualidades de pegajosidad y plasticidad. La resistencia de un suelo a la fragmentación y al desmoronamiento se evalúa en estado seco frotando la muestra. Su resistencia a las fuerzas de cizallamiento se evalúa en estado húmedo mediante la presión del pulgar y el dedo. Además, la consistencia cementada depende de la cementación por sustancias distintas de la arcilla, como carbonato de calcio, sílice, óxidos y sales; El contenido de humedad tiene poco efecto en su evaluación. Las medidas de consistencia rozan lo subjetivo en comparación con otras medidas como el pH, ya que emplean la sensación aparente del suelo en esos estados.
Los términos utilizados para describir la consistencia del suelo en tres estados de humedad y un último no afectado por la cantidad de humedad son los siguientes:
- Consistencia del suelo seco: suelto, blando, ligeramente duro, duro, muy duro, extremadamente duro
- Consistencia del suelo húmedo: suelto, muy friable, friable, firme, muy firme, extremadamente firme
- Consistencia del suelo húmedo: no pegajoso, ligeramente pegajoso, pegajoso, muy pegajoso; no plástico, ligeramente plástico, plástico, muy plástico
- Consistencia del suelo cementado: débilmente cementado, fuertemente cementado, endurecido (requiere golpes de martillo para romperse) [66]
La consistencia del suelo es útil para estimar la capacidad del suelo para soportar edificios y carreteras. A menudo se toman medidas más precisas de la resistencia del suelo antes de la construcción.
Temperatura
La temperatura del suelo depende de la relación entre la energía absorbida y la perdida. [67] El suelo tiene un rango de temperatura entre -20 y 60 ° C, [ cita requerida ] con una temperatura media anual de -10 a 26 ° C según los biomas . [68] La temperatura del suelo regula la germinación de las semillas , [69] la ruptura de la latencia de las semillas , [70] [71] el crecimiento de plantas y raíces [72] y la disponibilidad de nutrientes . [73] La temperatura del suelo tiene importantes variaciones estacionales, mensuales y diarias, siendo las fluctuaciones en la temperatura del suelo mucho más bajas a medida que aumenta la profundidad del suelo. [74] El acolchado pesado (un tipo de cubierta del suelo) puede ralentizar el calentamiento del suelo en verano y, al mismo tiempo, reducir las fluctuaciones en la temperatura de la superficie. [75]
Muy a menudo, las actividades agrícolas deben adaptarse a la temperatura del suelo mediante:
- maximizar la germinación y el crecimiento según el momento de la siembra (también determinado por el fotoperíodo ) [76]
- optimizar el uso de amoníaco anhidro aplicándolo al suelo por debajo de 10 ° C (50 ° F) [77]
- evitar que el levantamiento y la descongelación debidos a las heladas dañen los cultivos de raíces poco profundas [78]
- prevenir daños a la estructura deseable del suelo por congelación de suelos saturados [79]
- mejorar la absorción de fósforo por las plantas [80]
La temperatura del suelo puede elevarse secando los suelos [81] o utilizando mantillos de plástico transparente. [82] Los mantillos orgánicos retrasan el calentamiento del suelo. [75]
Hay varios factores que afectan la temperatura del suelo, como el contenido de agua, [83] el color del suelo, [84] y el relieve (pendiente, orientación y elevación), [85] y la cobertura del suelo (sombra y aislamiento), además del aire. temperatura. [86] El color de la cobertura del suelo y sus propiedades aislantes tienen una fuerte influencia en la temperatura del suelo. [87] El suelo más blanco tiende a tener un albedo más alto que la cobertura del suelo más negra, lo que fomenta que los suelos más blancos tengan temperaturas más bajas. [84] El calor específico del suelo es la energía necesaria para elevar la temperatura del suelo en 1 ° C. El calor específico del suelo aumenta a medida que aumenta el contenido de agua, ya que la capacidad calorífica del agua es mayor que la del suelo seco. [88] El calor específico del agua pura es ~ 1 caloría por gramo, el calor específico del suelo seco es ~ 0.2 calorías por gramo, por lo tanto, el calor específico del suelo húmedo es ~ 0.2 a 1 calorías por gramo (0.8 a 4.2 kJ por kilogramo). [89] Además, se requiere una tremenda energía (~ 584 cal / go 2442 kJ / kg a 25) para evaporar el agua (conocido como calor de vaporización ). Como tal, el suelo húmedo generalmente se calienta más lentamente que el suelo seco; el suelo de la superficie húmeda suele ser de 3 a 6 ° C más frío que el suelo de la superficie seca. [90]
El flujo de calor del suelo se refiere a la velocidad a la que la energía térmica se mueve a través del suelo en respuesta a una diferencia de temperatura entre dos puntos del suelo. La densidad del flujo de calor es la cantidad de energía que fluye a través del suelo por unidad de área por unidad de tiempo y tiene tanto magnitud como dirección. Para el caso simple de conducción hacia adentro o hacia afuera del suelo en la dirección vertical, que es la más a menudo aplicable, la densidad de flujo de calor es:
En unidades SI
- es la densidad del flujo de calor, en SI las unidades son W · m −2
- es la conductividad de los suelos , W · m −1 · K −1 . La conductividad térmica a veces es una constante, de lo contrario se usa un valor promedio de conductividad para la condición del suelo entre la superficie y el punto en profundidad.
- es la diferencia de temperatura ( gradiente de temperatura ) entre los dos puntos del suelo entre los que se calculará la densidad del flujo de calor. En SI las unidades se kelvin, K .
- es la distancia entre los dos puntos dentro del suelo, a la que se miden las temperaturas y entre las cuales se calcula la densidad del flujo de calor. En SI las unidades son metros m , y donde x se mide positivo hacia abajo.
El flujo de calor está en la dirección opuesta al gradiente de temperatura, de ahí el signo menos. Es decir, si la temperatura de la superficie es mayor que en la profundidad x, el signo negativo dará como resultado un valor positivo para el flujo de calor q, y que se interpreta como el calor que se conduce al suelo.
Componente | Conductividad térmica (W · m ‐ 1 · K ‐ 1) |
---|---|
Cuarzo | 8.8 |
Arcilla | 2.9 |
Materia orgánica | 0,25 |
Agua | 0,57 |
Hielo | 2.4 |
Aire | 0,025 |
Suelo seco | 0,2-0,4 |
Tierra húmeda | 1-3 |
(Fuente [6] )
La temperatura del suelo es importante para la supervivencia y el crecimiento temprano de las plántulas . [91] Las temperaturas del suelo afectan el carácter anatómico y morfológico de los sistemas radiculares. [92] Todos los procesos físicos, químicos y biológicos del suelo y las raíces se ven afectados, en particular, por el aumento de la viscosidad del agua y el protoplasma a bajas temperaturas. [93] En general, los climas que no impiden la supervivencia y el crecimiento de la picea blanca sobre el suelo son lo suficientemente benignos para proporcionar temperaturas del suelo capaces de mantener los sistemas de raíces de la picea blanca. En algunas partes del noroeste del área de distribución, el abeto blanco se encuentra en sitios de permafrost [94] y aunque las raíces jóvenes no lignificadas de las coníferas pueden tener poca resistencia a la congelación, [95] el sistema de raíces del abeto blanco en contenedores no se vio afectado por la exposición a una temperatura 5 a 20 ° C. [96]
Las temperaturas óptimas para el crecimiento de las raíces de los árboles oscilan entre 10 ° C y 25 ° C en general [97] y para el abeto en particular. [98] En plántulas de abeto blanco de 2 semanas que luego se cultivaron durante 6 semanas en suelo a temperaturas de 15 ° C, 19 ° C, 23 ° C, 27 ° C y 31 ° C; la altura del brote, el peso seco del brote, el diámetro del tallo, la penetración de la raíz, el volumen de la raíz y el peso seco de la raíz alcanzaron un máximo a 19 ° C. [99]
Sin embargo, mientras que en el álamo tembloroso y el álamo balsámico se han encontrado fuertes relaciones positivas entre la temperatura del suelo (5 ° C a 25 ° C) y el crecimiento , el abeto blanco y otras especies de abeto blanco han mostrado pocos o ningún cambio en el crecimiento con el aumento de la temperatura del suelo. [98] [100] [101] [102] [103] Tal insensibilidad a las bajas temperaturas del suelo puede ser común entre varias coníferas occidentales y boreales. [104]
Las temperaturas del suelo están aumentando en todo el mundo bajo la influencia de la actual mundial calentamiento climático , con puntos de vista opuestos sobre los efectos esperados sobre la captura y almacenamiento de carbono y ciclos de retroalimentación a cambio climático [105] La mayoría de las amenazas están a punto de permafrost descongelación y efectos asistido en liquidación de existencias de carbono [106 ] y colapso del ecosistema . [107]
Color
El color del suelo es a menudo la primera impresión que uno tiene cuando mira el suelo. Los colores llamativos y los patrones contrastantes son especialmente notables. El Río Rojo del Sur transporta sedimentos erosionados de extensos suelos rojizos como Port Silt Loam en Oklahoma. El río Amarillo en China transporta sedimentos amarillos de la erosión de los suelos de loess. Los molisoles de las Grandes Llanuras de América del Norte se oscurecen y enriquecen con materia orgánica. Los podsoles en los bosques boreales tienen capas muy contrastantes debido a la acidez y la lixiviación.
En general, el color está determinado por el contenido de materia orgánica, las condiciones de drenaje y el grado de oxidación. El color del suelo, aunque se percibe fácilmente, tiene poca utilidad para predecir las características del suelo. [108] Es útil para distinguir los límites de los horizontes dentro de un perfil de suelo, [109] determinando el origen del material parental de un suelo , [110] como una indicación de las condiciones de humedad y anegamiento , [111] y como un medio cualitativo de medir el contenido orgánico, [112] de óxido de hierro [113] y de arcilla de los suelos. [114] El color se registra en el sistema de color Munsell como, por ejemplo, 10YR3 / 4 Dusky Red , con 10YR como tono , 3 como valor y 4 como croma . Las dimensiones de color de Munsell (tono, valor y croma) se pueden promediar entre muestras y tratar como parámetros cuantitativos, mostrando correlaciones significativas con varias propiedades del suelo [115] y la vegetación. [116]
El color del suelo está influenciado principalmente por la mineralogía del suelo. Muchos colores del suelo se deben a varios minerales de hierro. [113] El desarrollo y la distribución del color en un perfil de suelo son el resultado de la meteorización química y biológica, especialmente las reacciones redox . [111] Como los minerales primarios en el clima del material parental del suelo, los elementos se combinan en compuestos nuevos y coloridos . El hierro forma minerales secundarios de color amarillo o rojo, [117] la materia orgánica se descompone en compuestos húmicos negros y marrones , [118] y el manganeso [119] y el azufre [120] pueden formar depósitos minerales negros. Estos pigmentos pueden producir varios patrones de color dentro de un suelo. Las condiciones aeróbicas producen cambios de color uniformes o graduales, mientras que los entornos reductores ( anaeróbicos ) dan como resultado un flujo de color rápido con patrones complejos y moteados y puntos de concentración de color. [121]
Resistividad
La resistividad del suelo es una medida de la capacidad del suelo para retardar la conducción de una corriente eléctrica . La resistividad eléctrica del suelo puede afectar la tasa de corrosión galvánica de las estructuras metálicas en contacto con el suelo. [ cita requerida ] Un mayor contenido de humedad o una mayor concentración de electrolitos pueden reducir la resistividad y aumentar la conductividad, aumentando así la tasa de corrosión. [122] [123] Los valores de resistividad del suelo suelen oscilar entre aproximadamente 1 y 100000 Ω · m, siendo los valores extremos para suelos salinos y suelos secos superpuestos a rocas cristalinas, respectivamente. [124]
Ver también
- Licuefacción del suelo
- Matriz de suelo
Referencias
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|first2=
faltante|last2=
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