Caracas, 13 de octubre de 2014Laboratorio de Ecologa Vegetal.SuelosAlviares G. Ana A. C.I. 22.760.361Rivero V. Inaira del C. C.I. 22.905.086Escuela de Biologa, Facultad de Ciencias, Universidad Central de Venezuela

Resumen: El suelo es una mezcla compleja de materiales inorgnicos (arcilla, limo y arena), materia orgnica en descomposicin, agua, aire y miles de millones de organismos vivos. Los procesos naturales que dan lugar a la formacin de diversos tipos de suelos son la disgregacin qumica y mecnica de la roca consolidada, el aumento de sedimentos depositados por la erosin, e interacciones de sedimentos y materiales intemperizados, con diversas formas de vida (G. Tyler Miller, JR/1992). En esta investigacin se trabaj con el objetivo principal de caracterizar los suelos, en perfiles encontrados en el jardn botnico, en el rea recreativa las Cocuizas y en la estacin biolgica Rancho Grande, utilizando mtodos diferentes en campo y en el laboratorio, para comparar los resultados en cuanto a textura del suelo. En campo se trabaj con el mtodo organolptico y en el laboratorio con el mtodo de Bouyoucos. Al finalizar los experimentos, se vieron variaciones principalmente en cuanto a suelos sobre diferentes formaciones geolgicas, distinta inclinacin, vegetacin de los alrededores o influencia de factores climticos, adems de incongruencias de resultados entre el mtodo de campo y el aplicado en el laboratorio. Por lo que se concluy que cada uno de estos elementos antes mencionados determina en gran medida el tipo de suelo que se nos presentara. IntroduccinEl suelo es un ente difcil de definir, ya que existen muchos conceptos de este, dependiendo del uso y enfoque que a este se le d. Por ejemplo, el enfoque pedolgico, ve al suelo como un producto natural proveniente de la desintegracin de rocas por accin del clima y microorganismos (Casanova, 2005) mientras que el enfoque edafolgico considera al suelo en relacin a su uso como un medio para el crecimiento de las plantas, as como las formas de conservarlo y mejorar su productividad (Casanova, 2005). Sin embargo, de manera general, el suelo puede definirse como en cuerpo natural o modificado por el hombre constituido por materia orgnica e inorgnica que se encuentra sobre la superficie de la tierra y es capaz de mantener la vida. La formacin de los suelos comienza con la meteorizacin de las rocas y los minerales, la cual incluye tanto la destruccin mecnica como la modificacin qumica (Smith, 2004). Pero en este proceso de formacin, tambin intervienen factores biticos (plantas, animales, bacterias y hongos) que promueven la modificacin de la materia del suelo. Estos procesos de formacin de los suelos, les confieren a los mismos caractersticas particulares que los definen, y tambin rigen el establecimiento de diferentes tipos de vida, en especial la vida vegetal.Las caractersticas que definen al suelo, son aquellos atributos tangibles, visibles o medibles a diferentes escalas, y la unidad muestral para estudiar estas caractersticas, es el pedn, segn Casanova (2005) como el menor volumen que puede llamarse suelo y generalmente tiene forma poligonal. Existen varias formas de asignarles caractersticas a los suelos, pero comnmente se clasifican en morfolgicas (color, profundidad, horizontes, textura, estructura, reaccin al cido clorhdrico, entre otras) y composicionales (qumicas; como pH, nutrientes presentes, intercambio catinico, materia orgnica. Fsicas; como densidad, humedad, tamao de partculas. Biolgicas; como tipo y cantidad de microorganismos y mineralgicas, presencia, cantidad y tipo de nutrientes), esta simple forma permite una completa descripcin y conocimiento del suelo a estudiar. Los suelos desarrollan a lo largo de su evolucin, diferentes capas, con caractersticas y componentes propios. Para poder estudiar estas capas, es necesario un corte vertical en el suelo, y esto se conoce como perfil de suelo (Casanova, 2005). El horizonte superior u horizonte O generalmente posee un mayor contenido de materia orgnica y un color ms oscuro que las capas inferiores (Casanova, 2005). El horizonte que le sigue, denominado horizonte A, es la capa primera de las capas que se compone en gran parte del suelo mineral proveniente de la roca madre, en este horizonte la materia orgnica lixiviada desde arriba se acumula en el suelo mineral (Smith, 2004). La parte media del perfil, conocido como horizonte B comnmente contiene ms arcilla y es de un color ms claro que el horizonte A (Casanova, 2005). El horizonte C consiste en rocas no consolidadas del proceso de meteorizacin y comparte alguna de sus propiedades con los horizontes superiores. Por ltimo se encuentra el horizonte R, al cual representa el material parental de suelo (Casanova, 2005). Un parmetro de gran importancia para caracterizar un perfil de suelo es el color, ya que es un ndice para estimar contenido de materia orgnica, tipo de minerales presentes, productividad, grado de evolucin, etc. El contenido de humedad que el suelo posee es importante en la definicin del color, ya que suelos hmedos reflejan aproximadamente la mitad de la luz que reflejan los secos, ya que el agua absorbe buena parte de la luz (Casanova, 2005), por tanto, es importante examinar el color seco y hmedo del suelo. Otro parmetro resaltante en el estudio de los sueos es la textura, y dependiente de esta textura, los pueden clasificarse como arenosos, arcillosos o francos, pero aunque estas texturas sean similares en el suelo, la forma en que ellas se agrupan (estructura del suelo) es la que confiere a los suelos sus diferentes caractersticas fsicas, pues influye en la proporcin de agua absorbida, en su aireacin y en su susceptibilidad a la erosin. Segn Casanova (2005) la estructura del sueo puede clasificarse en granular, granular porosa, laminar, blocosa, blocosa subangular, prismtica y columnar.El pH en los suelos es un parmetro importante de medir en los suelos, ya que afecta la mayora de los procesos biolgicos. Los sueos cidos son tpicos de aquellas regiones donde la precipitacin es tan alta, que ocurre un lavado de los iones bsicos (Ca+2, Mg+2, Na+, K+) y por lo tanto hay un predominio de los iones cidos (Al+3, H+). Por el contrario, suelos alcalinos generalmente estn asociados con regiones ridas o semiridas y con un alto valor de saturacin de bases (Casanova, 2005). En esta prctica analizaremos dos perfiles de suelo ubicados en el Jardn Botnico, uno ubicado en el rea recreativa Las Cocuizas y otro ubicado en la Estacin Biolgica Rancho Grande, para ellos primeramente analizaremos en el campo con l mtodo organolptico, y posteriormente se llevarn muestras de los horizontes de cada suelo para determinar su composicin por el mtodo de Bouyoucos y su pH a travs de un peachmetro.

Mtodos y materialesLos materiales utilizados en campo, fue un piqueta para limpiar el suelo, cinta mtrica, para medir la profundidad, una piceta con cido clorhdrico para hacer las pruebas de carbonato, bolsas plsticas para tomar la muestra a examinar en el laboratorio, la tabla de colores de Munsell, un muestreador cuadrado para calcular la actividad biolgica y la gua terica necesaria para seguir los pasos y llegar al suelo correcto a travs de estudio organolptico. En el laboratorio, se realizo el mtodo de Bouyoucos, para ello utilizamos 6 cilindros, uno con el blanco y el resto se utilizaron para los perfiles encontrados en campo; un tamiz (de 2mm), pirofosfato de sodio (0.02N), agua destilada, un mezclador elctrico, termmetro, hidrmetro, una imagen de tringulo textural, electrodo para medir pH, beaker. En el campo se utiliz el mtodo organolptico, para tener una idea del tipo de suelo y poder trabajarlo en base a eso y obtener un resultado seguro en el laboratorio con el mtodo de Bouyoucos.En campo (trabajamos con dos perfiles de suelo en el jardn botnico; un perfil en el rea de recreacin Las Cocuizas y otro en la estacin biolgica de Rancho Grande): inicialmente discutimos un poco acerca del clima y la vegetacin del rea, luego, con ayuda de la piqueta, limpiamos el perfil de suelo. Sobre la superficie limpia, identificamos los diferentes estratos u horizontes observados, medimos la cantidad de actividad biolgica utilizando un muestreador cuadrado, de cada estrato se tomo un puado de suelo, siguiendo la gua del mtodo organolptico (Anexo 1), as se llego al aparente tipo de suelo; adems, se tomo otro poco, para agregarle unas gotas de cido clorhdrico y registrar la cantidad y tamao de las burbujas (sugiere presencia de carbonatos). Comparando con los colores de la tabla de Munsell (con la porcin de suelo seco y hmedo) se defini un color para cada estrato u horizonte presente en cada perfil estudiado. Y finalmente se tomaron las muestras para llevar al laboratorio. En el laboratorio, seguimos las indicaciones del mtodo de Bouyoucos (esto para cada uno de los estratos): Tamizamos el suelo de cada estrato, en un tamiz de 2mm, y tomamos las partculas menores a ese tamao. Colocamos 100 gramos de suelo, en un beaker y se le aadi 50 ml de pirofosfato de sodio (0.02N) y 100 ml de agua destilada. Todo esto, despus de 15 minutos, lo colocamos dentro de un mezclador elctrico con el fin de separar las partculas. El tiempo que deba quedarse dentro del aparato dependa del resultado de textura obtenido en campo con el mtodo organolptico. Para un suelo arenoso 5 minutos, para un suelo franco 10 minutos y 15 minutos para el suelo arcilloso. En un cilindro graduado de 1 litro, se agreg la suspensin, lavando las paredes, con 25 ml de agua destilada, de manera que no quedaran residuos en este. Se completo el volumen total del cilindro con agua destilada. Con una bolsa plstica se tapo la abertura del cilindro y se invirti varias veces hasta que pareca homognea las partculas suspendidas, a partir de all se coloco el cilindro en la mesa (no se movi, ni toco mas) y se comenz a tomar el tiempo. A los 40 segundos se realizo la primera lectura con el hidrmetro y la temperatura; la segunda lectura se realizo a las dos horas. Los instrumentos (hidrmetro), darn valores de densidad que deben corregirse con la tabla 1, ya que el hidrmetro esta graduado para realizar una lectura a una temperatura generalmente de 20 grados. Para realizar el blanco se preparo un cilindro de 1 litro con 50ml de pirofosfato de sodio 0,02N y el resto de su volumen con agua destilada. A cada uno de los valores de densidad obtenidos en los cilindros con cada estrato, se le resto el valor de densidad del blanco (la lectura se tomo al mismo tiempo que en cada cilindro), y as corregir el efecto de densidad agregado por el pirofosfato de sodio. Para calcular el porcentaje de arena, arcilla y limo se utilizaron los siguientes mtodos:% arena = 100 ((densidad a los 40 segundos/peso seco de la muestra)*100) % arcilla = (densidad a las dos horas/peso seco de la muestra)*100% limo = 100 (% arena + % arcilla) Con los porcentajes obtenidos para cada una de las partculas, obtuvimos la textura del suelo, de acuerdo al triangulo textural (Anexo 2). Para esto, ubicamos el porcentaje de arena, proyectamos una lnea paralela al lado derecho del triangulo, luego se localiza el porcentaje de limo y se dibuja una lnea paralela al lado izquierdo del triangulo, este punto de interseccin de ambas lneas corresponde al rea que define la clase textural. Comparamos el resultado obtenido en campo (mtodo organolptico) y el obtenido por esta va. Para determinar el pH, en un beaker preparamos una suspensin suelo-agua en la relacin 1:5, a partir de 5 gramos de suelo. Se agit durante 10 minutos, se dejo reposar 2 minutos y otra vez se continu agitando 10 minutos ms; luego, introducimos el electrodo en la suspensin y anotamos el valor arrojado. Resultados:Tabla 1. Caractersticas del perfil 1 del jardn botnico obtenida a partir del mtodo organolptico y mtodo de Bouyoucos. Observamos dos horizontes, con altos porcentajes de arena, y proporciones similares de arcilla y limo. Con pHs ligeramente alcalinos (Casanova, 2005), y una diferencia en el color tanto seco como hmedo, el horizonte A presenta un marrn muy oscuro en color seco, mientras que el color hmedo es color es marrn oscuro; el horizonte C presenta un color seco rosado, mientras que hmedo es marrn claro. La reaccin al HCl indica la presencia de carbonatos en ambos horizontes.Horizonte% Arena% Limo% ArcillaEstructura primariaTextura en campoReaccin al HClpHTextura ComprobadaProfundidad (cm)Color secoColor HmedoActividad biolgica

A56,520,423,1GrumosaArcilloso ArenosoBurbujas medianas, reaccin rpida7,98Franco arcillo arenosa0 507,5 YR 2,5/37,5 YR 3/310%

C54,92124,1PrismticaFranco - ArenosoBurbujas grandes, reaccin rpida8,16Franco arcillo arenosa50 1207,5 YR7/37,5 YR 6/35%

Tabla 2. Caractersticas del perfil 2 del jardn botnico obtenida a partir del mtodo organolptico y mtodo de Bouyoucos. Observamos tres horizontes, con altos porcentajes de arena, y proporciones similares de arcilla y limo. Con un pH ligeramente alcalinos para el horizonte C y pHs neutros para los horizontes A y B (Casanova, 2005). Los 3 horizontes presentan una marcada diferencia en los colores; el horizonte A presenta un marrn oscuro en seco y un marrn fuerte en hmedo; el horizonte B presenta un color rojo oscuro para color seco y color rojo amarillento en color hmedo; mientras que el horizonte C presenta color rojo amarillento tanto en seco como en hmedo. Mientras que la prueba con HCl indic una baja presencia de carbonatos en el horizonte A, y ausencia de los mismos en los horizontes B y C.

Horizonte% Arena% Limo% ArcillaEstructura primariaTextura en campoReaccin al HClpHTextura ComprobadaProfundidad (cm)Color secoColor HmedoActividad biolgica

A50,220,125,7GrumosoArcilloso - LimosoLeve reaccin6,99Franco arcillo arenosa0 - 477,5 YR 3/47,5 YR 4/630%

B42,523,434,1Angular - laminarArcillosoNo hay reaccin6,96Franco arcillosa47 - 702,5 YR 3/65 YR 5/810%

C63,121,815,1ArenosoArcilloso arenosoNo hay reaccin7,14Franco arenoso70 - 1295 YR 5/85 YR 5/85%

Tabla 3. Caractersticas del rea Recreativa Las Cocuizas obtenidas a partir del mtodo organolptico y mtodo de Bouyoucos Observamos dos horizontes, con altos porcentajes de arena, y proporciones similares de arcilla y limo. Con un pH ligeramente cido en el horizonte A, y moderadamente cido para el horizonte C. (Casanova, 2005), y una diferencia en el color tanto seco como hmedo entre ambos horizontes; el horizonte A presenta un color marrn en seco y un color marrn grisceo muy oscuro; el horizonte C muestra un color marrn amarillento en seco y un color marrn en hmedo

HorizonteProfundidad (cm)pHReaccin al HClColor secoColor hmedoArena (%)Arcilla (%)Limo (%)Textura comprobada

A0-96,06Leve reaccin10 YR 5/310 YR 3/2541234Fraco - arenosa

C10-354,99Leve reaccin10 YR 6/47.5 YR 4/34617,836,2Franca

Tabla 4. Caractersticas de la muestra de suelo de la Estacin Biolgica Rancho Grande, obtenidas a partir del mtodo organolptico y mtodo de Bouyoucos. Observamos cuatro horizontes, con altos porcentajes de arena, y proporciones similares de arcilla y limo, exceptuando el horizonte C, que present un bajo porcentaje de arcilla. Los horizontes presentan pHs fuertemente cidos (Casanova, 2005). Los cuatro horizontes presentan diferencia en los colores; el horizonte O, presenta un amarillo plido en seco y un marrn oliva en color hmero; para el horizonte A se muestra un marrn muy plido en seco y un marrn amarillento oscuro; el horizonte B presenta un color marrn muy plido en seco y un marrn amarillento claro en hmero; mientras que el horizonte C presenta un color marrn en seco, mientras que en hmedo muestra un color marrn grisceo muy oscuro.

HorizonteProfundidad (cm)pHReaccin al HClColor secoColor hmedoArena (%)Arcilla (%)Limo (%)Textura comprobada

O0-254,53No hay reaccin2.5 Y 7/32.5Y 4/362,51621,5Franco arenosa

A26-484,78No hay reaccin10YR 7/310YR 4/462,61819,4Franco arenosa

B49-704,94No hay reaccin10YR 7/32.5Y 6/455,62222,4Franco arcillo arenosa

C71-1303,38No hay reaccin10YR 5/310YR 3/265,61222,4Franco arenosa

Fig. 1. Porcentajes de arena, limo y arcilla, obtenidos por el mtodo de Bouyoucos para el perfil 1 del Jardn Botnico, en los horizontes A (azul) y C (rojo).

Fig. 2. Porcentajes de arena, limo y arcilla, obtenidos por el mtodo de Bouyoucos para el perfil 2 del Jardn Botnico, en los horizontes A (azul) , B (rojo) y C (verde)

Fig. 3. Porcentajes de arena, limo y arcilla, obtenidos por el mtodo de Bouyoucos para el perfil del rea Recreativa Las Cocuizas, en los horizontes A (azul) y C (rojo).

Fig. 4. Porcentajes de arena, limo y arcilla, obtenidos por el mtodo de Bouyoucos para el perfil de la Estacin Biolgica Rancho Grande, en los horizontes O (azul), A (rojo), B (verde) y C (morado)

Discusin:Tanto los perfiles de suelo del Jardn Botnico, como el perfil del rea Recreativa Las Cocuizas, forman parte de la formacin Las Mercedes. Las Mercedes consiste en una secuencia de esquistos cuarzo moscovticos-grafitosos-calcreos, con inclusiones de plagioclasas de edad Mesozoica (Urbani, 2002; Viloria, 2009). En los 3 perfiles observamos reaccin al HCl, aunque en diferentes intensidades, lo cual refleja la presencia de carbonatos en todos los perfiles., lo cual est asociado a su origen comn. Sin embargo existen caractersticas que distinguen a estos perfiles.

El perfil 1 del jardn botnico, presenta slo dos horizontes definidos, y observamos en el campo incrustaciones del horizonte C en el horizonte A, lo que nos indic que este es un suelo poco evolucionado, concordando con lo planteado por Casanova (2005) que resalta que el suelo no ha tenido tiempo suficiente para la formacin de un horizonte B. Otra caracterstica resaltante de este perfil, es su reaccin al HCl, la cual tuvo un grado 3 de efervescencia, indicando acumulacin de carbonatos; esto tiene bastante sentido, ya que si tomamos en cuenta las pocas precipitaciones del rea de estudio (Climadiagrama de Gaussen) y la inclinacin del terreno, y siguiendo lo planteado por Casanova (2005) quien plantea que en sitios donde llueve poco, el carbonato se acumula a cierta profundidad del suelo. Sin embargo, en el perfil 2 del jardn botnico, que se encuentra slo a unos metros del perfil 1, presenta una diferencia tanto en la evolucin, como en la composicin. Lo primero se refleja al comparar la cantidad de horizontes, ya que el perfil 1 slo presenta horizontes A y C mientras que el perfil 2 observamos horizontes A, B y C. En cuanto a la composicin del suelo, se observa por la diferencia marcada de color, mientras que en el perfil 1 los colores van entre marrn y rosado, en el perfil dos, los colores rojizos indican la presencia de xidos e hidrxidos de hierro (Casanova, 2005); otra diferencia en la composicin de estos perfiles nos la da la reaccin al HCl, que en el perfil 2 fue de grado 1 o casi nula, indicando ausencia de carbonatos, esta diferencia con el perfil 1, peude deberse a la inclinacin del terreno, que puede favorecer el lavado de estos carbonatos, los cuales son altamente solubles en agua (Casanova, 2005). A pesar de las diferencia de estos perfiles, al analizarlos con el mtodo de Bouyoucos, encontramos porcentajes similares de arcilla, limo y arena, y por tanto, texturas comprobadas similares, que oscilan entre las francas arenosas y las francas arcillosas, al igual que encontramos similitudes en los rangos de pH, que van de neutros a ligeramente alcalinos.

El perfil del rea Recreativa Las Cocuizas, presenta, al igual que el perfil 1 del jardn botnico, un horizonte A y un horizonte C, lo cual indica nuevamente la presencia de un suelo poco evolucionado. Sin embargo, hay una diferencia marcada entre los pHs de estos suelos y los suelos del jardn botnicos, mientras que los primeros oscilaban entre valores neutros y ligeramente alcalinos, los horizontes de este perfil presentaban pHs fuertemente cidos, este patrn es poco probable sea consecuencia de las lluvias, ya que esta zona presenta pocas precipitaciones como lo indica el climadiagrama de Gaussen, sin embargo, el lavado de iones que da lugar a estos suelos cidos puede deberse a la inclinacin del terreno.

En cuanto a la vegetacin de estos perfiles, estas responden lo que es caracterstico para la formacin Las Mercedes, donde es comn la presencia de bosques semideciduos en las laderas y herbazales en las crestas. En este sector es caracterstica la presencia de las especies Agave spp y Bursera simaruba (indio desnudo). (Viloria, 2009), puesto que en el jardn botnico encontramos un matorral con presencia de Agave spp y en rea Recreativa Las Cocuizas, a pesar que se observaba vegetacin de sabana, esto se debe a la intervencin del hombre por quemas.

En el perfil ubicado en la estacin Biolgica Rancho Grande, se registraron suelos en donde predominan las partculas de arena, lo que sugiere baja capacidad de retencin de nutrientes, alta infiltracin de agua, pero baja retencin, tal y como se registra en Tyler, G y Miller, JR (1994), en descripciones de suelos arenosos. Pareciera no concordar con la vegetacin, pues es numerosa, predominantemente arbrea, y alcanzan grandes alturas, pero la razn de que se den, son las abundantes races presentes en estas plantas, las variables asociaciones mutualistas con hongos, y otras adaptaciones para tomar los nutrientes necesarios antes de que sean lavados por las altas precipitaciones del lugar, que permite entonces la presencia y crecimiento de las mismas; esta vegetacin fue observada directamente por nosotros los investigadores, pero concuerda con lo planteado por Winfried, M (2011). El pH registrado para el perfil de suelo fue bajo, es decir bastante cido, lo que concuerda con Tyler, G y Miller, JR (1994), cuando narran el pH comn para suelos que son muy lavados, as como son en el rea de Rancho Grande, las altas precipitaciones, aumentan la tasa de lixiviacin de cationes como el Ca, acidificando el medio. Esta misma razn explica en partes porque no se obtuvo un resultado positivo en la prueba con cido clorhdrico, pues al disminuir la concentracin de calcio, limita la formacin de carbonatos de calcio. A pesar de que se pueden formar otros carbonatos, este es siempre el ms comn. Otra evidencia de que los resultados obtenidos fueron los esperados son las descripciones de la formacin geolgica Las Brisas (donde se encuentra Rancho Grande), que menciona abundancias de cuarzos, que encontramos durante el estudio del perfil, baja capacidad de intercambio catinico, que es proporcional a la baja retencin de nutrientes.

Conclusiones:

Las reas que se ubican sobre la formacin geolgica Las Mercedes, presentan suelos ms nutridos y con mayor intercambio catinico que las que se encuentra sobre la formacin Las Brisas. Los bajos valores de pH (cido), sugieren altas precipitaciones, y por ello una tasa de lixiviacin alta. Los suelos arenosos tienen baja capacidad de retencin de nutrientes, inverso a los suelos arcillosos. El color del suelo es indicativo de su composicin, como se observ en el perfil 2 del jardn botnico La presencia de carbonatos, es fcilmente identificable con la prueba de HCl, y este es un parmetro importante para la caracterizacin de los suelos

Bibliografa:

1. Casanova, R. 2005. Introduccin a la ciencia del suelo. Consejo de Desarrollo Cientfico y Humanstico. Universidad Central de Venezuela. Maracay, Venezuela2. Smith, T., Smith, R. 2007. Ecologa. 6 edicin. PEARDON EDUCACIN, S.A. Madrid, Espaa3. Tyler, G., Miller, J. 1992. Ecologa y medio ambiente. Grupo Editorial Iberoamericana. 4. Viloria, J., Nez, Y., Machado G., Elizalde G., Pineda, M. 2009. Variacin espacial del suelo y el paisaje en la cuenca alta del ro Gey, estado Aragua, Venezuela. Rev. Fac. Agron. (UCV) 35(2): 67-78.5. Winfried, M. 2011. Los bosques nublados de la cordillera de la costa en Venezuela. BioLlania Edicin Esp. 10:106-121

Anexos

Anexo 1. Mtodo organolptico para la determinacin de la textura en el campo

Anexo 2. Tringulo textural