PARTE INORGÁNICA DE LOS SUELOS Los minerales más importantes son las arcillas (cualquier mineral menor de 2µ), siempre están presentes ya que son el producto final de todos los silicatos excepto el Q; Son muy estables en el medio exógeno. En general, los minerales del suelo pueden ser de tres tipos: heredados (proceden de la roca madre sin sufrir grandes cambios), transformados (se transforman en minerales de estructura similar) y neoformados (se forman en el suelo). Factores que regulan la meteorización

- Naturaleza del material de partida - Naturaleza de los reactivos de ataque - Valores de los parámetros que regulan el equilibrio termodinámico

Componentes del agua edáfica - De origen atmosférico - De origen litosférico como resultado de la alteración de los minerales - De origen biosférico

Potencial iónico Es la carga del ión entre el radio iónico. Nos va a determinar el comportamiento de los iones ante el agua (disolución, transporte o precipitación); Determina la energía de hidratación de los iones, es decir, condiciona la densidad de carga. Mecanismos de meteorización química

• Hidratación: Incorporación de moléculas de agua en la estructura de minerales. • Disolución: Un ión se rodea de moléculas de agua. • Oxidación: Descomposición de los minerales que contengan en su fórmula

elementos que se puedan oxidar. • Hidrólisis: Reacción de los iones de una sal con el agua; Supone la ruptura de

la estructura del mineral silicatado por acción del agua y la liberación de dos compuestos más sencillos, uno de carácter ácido y otro básico. Puede ser total (todos los elementos de los minerales aparecen en la reacción en forma de hidróxidos, incluida la sílice) o parcial (la fracción de sílice extraída en el proceso de alteración reacciona con la totalidad de la alúmina liberada para formar nuevos silicatos; da lugar a la génesis de filosilicatos).

• Carbonatación: Disolución de las rocas calizas por percolación del agua de lluvia llevando CO2 de la atmósfera o del suelo.

• Acidólisis: Es cuando la solución de ataque contiene reactivos con un pH<5. Puede ser total (los diferentes elementos con carácter metálico aparecen en sus totalidad en forma de sales solubles, disociados o no, en el seno de las soluciones de alteración), limitada (el ataque no es lo suficientemente agresivo para solubilizar todos los cationes) o parcial.

Índices de Atterberg • Límite plástico (Pw): Cantidad de agua que ha de contener una masa de arcilla-

agua, por encima de la cual, la masa se vuelve plástica. • Límite líquido (Lw): Contenido en agua de un sistema arcilla-agua por encima

de la cual el sistema fluye como un líquido viscoso. • Índice de plasticidad (Pi): Diferencia entre el Pw y Lw. • Límite de retracción (SL): Punto en el que cesa la variación dimensional de un

sistema arcilla-agua que se está secando. Técnica de preparación de arcillas para D-RX

- Secar la muestra en una estufa (50 ºC) durante al menos 24 horas.

- Disgregación o molienda de la misma que permita su posterior estudio; dependerá del tipo de muestra que tengamos, ya que hay que evitar triturar los granos para no falsear el tamaño de los granos de filosilicatos.

- Difracción de rayos X. El polvo total nos permite conocer la mineralogía global. Cuando se trata de una muestra arcillosa hay que conocer los distintos filosilicatos presentes; para ello se separan por la poca intensidad de sus reflexiones. Normalmente se preparan Agregados Orientados (AO) en los que las reflexiones basales se refuerzan, a la vez que los no filosilicatos suelen estar ausentes.

- Para ello, una vez molida la muestra, se separan 2 o 3 gr que se destinan al estudio del polvo; esta porción se muele hasta un tamaño de 53 µ, se tamiza y se realiza un difractograma hasta 65º.

- El resto de la muestra se destina al estudio de la fracción arcillosa. Para ello se preparan suspensiones de arcilla en agua, a veces reforzadas con dispersantes.

- Para ciertos minerales de la arcilla, las características de difracción dependen de la naturaleza del catión iinterlaminar. Es necesario pues, homoinizar la muestra; para ello se trata con una solución de cloruro del catión que queramos introducir y posteriormente se lava la muestra.

- A continuación se separan las fracciones que se desee, según la ley de Stokes (velocidad de caída de una partícula según la gravedad).

- A veces la muestra no se pone en suspensión por contener elementos cementantes, los cuales se eliminan por eliminación de la materia orgánica (añadimos H2O2), eliminación de carbonatos (añadirmos HCl o acético) o eliminación de yeso (lavar la muestra con agua caliente hasta conseguir la disolución del yeso).

Superficie específica Área de la superficie externa más el área de la superficie interna de las partículas constituyentes por unidad de masa. Las arcillas poseen una alta superficie específica, lo cual es muy importante en agricultura por ser responsable, junto con la CIC, de facilitar la fijación reversible de los nutrientes y fertilizantes. CIC Capacidad de cationes que un material arcilloso puede absorber o cambiar. Plasticidad Propiedad según la cual, un sistema se puede deformar por la aplicación de una fuerza y mantener esa deformación cuando cesa la aplicación de esa fuerza. Se debe a que el agua forma una envuelta sobre las partículas laminares de la arcilla, produciendo un efecto lubricante que facilita el deslizamiento de unas partículas sobre otras. Depende de la mineralogía, granulometría, hábito de las partículas, carga eléctrica de los cristales y naturaleza de los cationes de cambio. Tixotropía Pérdida de resistencia de un coloide al amasarlo, y su porterior recuperación con el tiempo; Las arcillas con esta propiedad, al amasarlas se convierten en líquido, y si a continuación se las deja en reposo, recuperan su cohexión y comportamiento sólido. Para que una arcilla sea tixotrópica debe poseer un contenido líquido próximo a su límite líquido. Viscosidad Resistencia de un fluido a deformarse o resistencia entre la fuerza aplicada y la velocidad a la que se deforma un fluido.

Minerales interestratificados Filosilicatos en los que alternan dos o más capas distintas, apiladas en la vertical. Pueden ser al azar (no tienen ningún orden) o regulares (interestratificados ordenados de dos componentes en la misma proporción).

PARTE ORGÁNICA DE LOS SUELOS La materia orgánica de los suelos procede de los restos vegetales que caen sobre él, de los restos animales y de las bacterias y hongos. Para incorporarse, la M.O. sufre trituración, mineralización, transformación y humificación. La M.O. se incorpora normalmente en la parte superficial, dando así varios horizontes en el perfil de un suelo: A (>3% M.O.), B (<3% M.O), C (≤1% M.O.) y R (roca madre). Al horizonte A en las turberas, se le llama H (hístico); si los restos vegetales están casi sin descomponer, se les denomina O. Si el horizonte A se deposita sobre una roca dura y ácida, se denominan Rankers; si está sobre calizas, hablamos de rensina. En general, como compuestos orgánicos, podemos destacar lignina (presente en todos los materiales leñosos; polímero de fenoles compuesto por H, O y C), celulosa (puede llegar a formar el 80% de los restos vegetales; polímero de unidades de glucosa compuesto de H, C y O), proteínas (grandes cadenas de aminoácidos), ceras, grasas, ... Estos restos sufren transformaciones; si es total (mineralización), se forman compuestos con más elementos que C, H, O y N; A partir del C y O, se forma CO2 que reaccionará con el agua dando ácido carbónico que se suele disociar. Los restos de descomposición de los restos animales y vegetales dan lugar al humus. La lignina no suele descomponerse dada su resistencia, sino que suele sufrir ligeras transformaciones antes de pasar a formar partes del humus; cuando el pH es muy ácido existen unos hongos capaces de despolimerizar las móleculas de lignina; si el pH es neutro la lignina oxida sus grupos funcionales. Las proteínas sufren transformaciones mayores, dando cadenas de aminoácidos que proporcionan mucho N orgánico al suelo.

PROPIEDADES DE LOS SUELOS ⇒ La textura de los suelos regula la entrada del agua (porosidad) y la aireación

de los mismos; al entrar en contacto con minerales y restos vegetales, se carga de diversas sustancias.

⇒ La temperatura de los suelos suele ser similar a la atmosférica; oscila a lo largo del año y a lo largo del perfil; sólo un 33% de la radiación solar penetra en el suelo. La temperatura favorece la hidrólisis, ya que aumenta la disociación de las moléculas de agua, produciendo más hidrogeniones (mayor hidrólisis).

⇒ El color está condicionado por el contenido en M.O y por el color de la materia mineral original.

⇒ El pH es el log de 1/[H+]. Si tenemos radicales ácidos procedentes de restos vegetales dentro de los grupos de alteración, disminuye el pH.

⇒ Precipitación de hidróxidos de Fe: Si hay Fe en el medio, se puede combinar con el agua dando Fe(OH)3; Así quedan H+ (acidificación).

⇒ Las aguas cargadas en CO2 pueden ir disolviendo los carbonatos, dando bicarbonatos que son mucho más inestables; se disocian y dan CO3H- y cationes; pero el ión bicarbonato tampoco es estable y se disocia dando H+.

⇒ Capacidad de intercambio: Capacidad que tiene un suelo para tomar cationes de la solución. Los cationes se intercambian equivalente a

equivalente. Depende de los cationes mayoritarios que intervienen en el intercambio, de las sustancias del suelo que pueden tomar o ceder cationes, ...

SUELOS Cambisoles (tierras pardas)

- Ah: Horizonte orgánico y mineral pero con bastante M.O. Color pardo oscuro y estructura grumosa.

- Bw (horizonte cámbico): Característica principal de estos suelos; se forman por alteración in situ. Tiene más arcilla, hierro y aluminio que el horizonte C. Color amarillento o rojizo. No hay casi M.O. Estructura poliédrica.

- C: Roca madre descompuesta. Puede terner algo de M.O. - R: Roca madre sin descomponer.

Los microorganismos y organismos son los responsables normalmente de la alteración mineral. CIC<20 cmol/kg. Texturas muy arenosas. Luvisoles

- Ah: Horizonte organomineral con mucha M.O., hidróxidos de hierro y algún catión grande. Estructuras grumosas y agrietadas (Fe actúa como catión de unión arcilla-M.O.), con colores pardos oscuros.

- E: Pierde la arcilla que Bt gana. No tiene M.O. (color claro) - Bt (horizonte árgico): Muy arcilloso. - C: Roca madre sedimentaria

Se forma en climas más húmedos que el cambisol, con precipitaciones elevadas (atlántico europeo); la temperatura no ha de ser excesivamente fría. La vegetación está constituida por bosques frondosos con muchos restos vegetales que aportan gran cantidad de M.O. pH de 5.5-6.5CIC≥24 cmol/kg. Los luvisoles de las zonas cálidas se denominan terrarosoles (luvisoles crómicos), llamados así por el color rojo intenso del Bt. Podsoles

- O: Restos vegetales prácticamente sin descomponer. Sólo hay una época al año en la que se produce descomposición y se puede formar el horizonte A. Son muy ricos en ácidos orgánicos con pequeñísismas moléculas con alto poder de alteración. Los pocos minerales que se forman, son alterados por el agua y se extraen Fe y Al (Complexolisis); no precipitan y ser forman quelatos debido a la variación del pH en profundidad, variación de la relación catión-anión en profundidad, variación del agua a lo largo del perfil, ....

- Ah: Horizonte orgánico y mineral pero con bastante M.O. Color pardo oscuro y estructura grumosa.

- B (horizonte espódico): Si tienen mucha M.O. se habla de Bh; si tienen M.O. con sesquióxidos de Fe y Al, se habla de Bhs; si tienen sólo sesquióxidos de Fe y Al hablamos de Bs. Si el podsol no está muy evolucionado,s e trata de un Bhs y si ya es viejo y diferenciado, es Bh en la zona superior y Bs en la base.

- R: Roca madre sin descomponer. Se dan en zonas de bosques típicos de zona boreal, cubiertas de hielo 6-9 meses al año, por lo que la M.O. no se descompone. Es típico del N de Europa, N de Asia y N de América. Leptosoles

- Ah: Casi sin estructura ni vegetación. El pH depende de la roca madre. No tienen M.O. ni arcilla.

Suelos con perfiles de muy poco espesor. Se pueden dar distintos factores que frenen el desarrollo del perfil, tales como el clima (zonas desérticas, cálidas y sin precipitaciones), la erosión (zonas montañosas con mucha erosión sobre el horizonte A y el suelo nunca se estabiliza), procesos de coluvionamiento, zonas próximas a los círculos polares, .... Si el leptosol se forma sobre una roca dura, hablamos de leptosol lítico (sólo tiene perfir AR ó ACR). Se pueden dar otros dos tipos de leptosoles: ranker (Ah con distitnos espesores, ninguna vegetación, clima templado-húmedo, zonas de pinares, encinares, robles y hayedos; transformación mineral fuerte sobre todo en micas, que dan illita; los minerales que se desprenden de las micas son aprovechados rápidamente por los vegetales) y rendsina (sólo un horizonte A, que no supera los 50 cm; vegetación asociada al material carbonatado; necesitan mucho tiempo; la topografía no es muy importante, pero sí la actividad biológica). 10≤CIC≤25. pH de 5-6. Chernozem (tierras negras) Son típicos de zonas de estepa, como la zona que bordea el mar Negro. Son los suelos más productivos del planeta. Típicos de un clima continental con escasas precipitaciones; en las zonas donde las precipitaciones no superan los 300 mm anuales, se forman los kastanocem, donde el lavado del carbonato es mucho menor. Hay un gran contraste entre las temperaturas que marca la alteración mineral y orgánica; tras el deshielo comienza el desarrollo de la estepa, y la alteración. Mucha actividad biológica. pH neutro asociado al material litológico (loess formado de carbonatos, feldespatos y micas), ya que se libera gran cantidad de CaCO3 que regula el pH. Se da en zonas de llanura. Son suelos muy negros debido a la gran cantidad de M.O. (10-15%) bien humificada que constituye el Ah. Se da un continuo desprendimiento de anhídrido carbónico, que combinado con agua y carbonato cálcico, da lugar al bicarbonato, mucho más soluble que el carbonato. Según se va formando el suelo, la alteración del carbonato genera iones Ca2+, que puede bajar por el perfil, o ligarse a arcillas dispersas y/o complejos orgánicos, saturando sus cargas, floculando o precipitando y dando lugar a un agregado. Si los feldespatos se destruyen totalmente, queda sílice hidratada y alúmina hidratada; a pH neutro la alúmina tenderá a formar geles tipo gibbsítico, que pueden evolucionar a gibbsita microcristalina; la sílice hidratada, si tiene una concentración muy baja, tenemos ácido silícico, muy difícil de lavar con las aguas de drenaje; si la concentración es alta, evoluciona a sílice amorfa. Los compuestos orgánicos se unen fuertemente a las arcillas, formando granos en el horizonte A. Los nódulos de carbonato cálcico se deben a zonas con déficit de CO2, que hacen que la reacción se produzca en sentido contrario. A parte del horizonte Ah, tenemos Ck y C (loess). Vertisoles No son suelos climáticos, sino que son característicos de zonas con alto porcentaje de arcillas. Necesita más de un 30% de arcilla en Ah, fundamentalmente momtmorillonitas, aunque también hay illita, caolinita, ... No se puede construir sobre ellos debido a que las arcillas hinchan. En épocas de sequía, se abren grietas que se van rellenando; en los períodos húmedos, las grietas se cierran y se produce un abombamiento (relieve de Gilgay). Aunque en Ah no hay mucha M.O. se llega al máximo nivel de humificación conocido en suelos. Esta humificación está controlada por los contrastes estacionales. Tienen el CIC más elevado de todos los suelos, y un pH neutro. Su estructura puede ser grumosa en superficie y poliédrica en profundidad. Andosoles (suelos en cenizas volcánicas)

Suelos con horizonte Ah muy hunífero, con mucha M.O. (≥15%), y una parte llamada alofán (geles alumínicos); también puede haber ferrihidrita, imogolita y halloisita. Son suelos que necesitan mucha humedad, ya que la alteración es rápida y constante. Su vegetación está constituida por grandes bloques. El agregado organomineral de estos suelos, tiene un tamaño limo. Tienen un alto contenido en agua, pero les cuesta mucho desprenderla, debido a la alta presión del agua en los conductos capilares. Su CIC varía según el pH. Suelen tener un color muy negro debido a la M.O. Histosoles Caracterizados por una acumulación de restos vegetales prácticamente sin descomponer (horizonte hístico). Ej.: turbera. Criosoles Se da una zona enterrada de M.O. bajo un horizonte organomineral. Se desarrollan en zonas muy frías de la Tierra, y se caracterizan por la presencia de un horizonte críyico (helado permanentemente) bajo la franja negra de M.O. enterrada. Fluvisoles Suelos muy poco evolucionados, caracterizados por un único horizonte, que presenta características flúvicas (suelos desarrollados a partir de sedimentos marinos, fluviales o lacustres). Estos horizontes sufren permanentes avenidas, que van frenando la formación del anterior horizonte; así, en el perfil se observan distintas capas con M.O. enterrada. Arenosoles Suelos poco desarrollados muy arenosos, pero que no constituyen ningún depósito marino, lacustre o fluvial actual. Sólo presentnan un horizonte Ah desarrollado sobre un material francoarenoso o de grano más grueso. Regosoles Igual que los anteriores, pero el horizonte Ah está depositado sobre material más fino que el francoarenoso Solonchak (suelos salinos) Característicos de zonas áridas en las cuales, las aguas del nivel freático están cargadas de sales más solubles que le yeso; estas sales marcan la evolución de los suelos. El horizonte Ah es muy fino, y la fracción organomineral es muy escasa. Calcisoles Suelo muy poco desarrollado con un horizonte Ah poco potente, y otro Ck o Cmk según el carbonato esté precipitado o no. Yibsisoles Igual que el anterior, pero con un horizonte Cy o Cym según el yeso esté o no precipitado. Durisoles Lo mismo que los anteriores, pero con un horizonte Cq o Cmq según la sílice amorfa hidratada esté o no endurecida. Arenosoles Suelos sobre depósitos arenosos. Están poco desarrollados y sólo presentan un horizonte A con una granulometría francoarenoso o mayor. Antrosoles Cualquier suelo natural que ha sido afectado por la mano del hombre. Gleysoles

Suelos afectados por procesos edafongenéticos relaiconados con la gleyzación. Presenta mucha M.O. y muy mal descompuesta, por lo que se trata de suelos muy poco evolucionados que se dan sobre sedimentos afectados por capas freáticas pero no salinas. La parte inferior corresponde a un horizonte Cr (gleyzación) y la parte superior a Cg. Se pueden dar lixisoles, alisoles, acrisoles, plinthosoles, nitisoles y ferralsoles.