CALIDAD DEL SUELO

La calidad del suelo es la propiedad o naturaleza para distinguirlas características de intercambios importantes de masa y energía.

El suelo es un sistema heterogéneo trifásico conformado porelementos sólidos (orgánicos e inorgánicos), líquidos y gaseosos,caracterizado por propiedades especificas adquiridas durante suevolución, confiriéndole la capacidad de poder satisfacer en mayoro menor medida las necesidades vitales de crecimiento para lasplantas y otros organismos.

Es un cuerpo natural, orgánico, tiene vida y como tal nace, crece,se desarrolla y puede llegar a ser destruido.

Actúa como un depósito, filtro y bío-reactor de los contaminantes;sus características físicas, químicas y biológicas influencian eldestino de éstos. La permeabilidad, el pH y las condiciones oxido-reductoras afectan el comportamiento de los contaminantes en elsuelo; un alto contenido de materia orgánica arcillas tiende a unamayor capacidad de adsorción de compuestos contaminantes.

1. Importancia de la calidad del suelo

Un adecuado manejo que mejore la calidad del suelobeneficiará las tierras de cultivo, los terrenos destinadospara uso forrajero y, en general, la productividad denuestros bosques y plantaciones.

Asimismo, el mejoramiento de la calidad del suelo puedecontribuir a reducir los costos que se generan cuando sepresentan problemas de erosión del suelo y puede ayudar amejorar el uso eficiente de los nutrimentos y del agua, asícomo a asegurar que el recurso sea sustentable para un usofuturo. Además, sin lugar a duda, beneficia la calidad delagua, el aire y el hábitat para la vida silvestre.

Un suelo saludable nos da aire limpio y agua, cosechas ybosques productivos, buenos pastizales, vida silvestrediversa, además de hermosos paisajes. Y el suelo hace posibletodo esto si se realizan cinco funciones esenciales.

1.1 Regulación del agua. El suelo puede regular ladistribución de lluvia o del agua proveniente de sistemas deirrigación, la infiltración, el desagüe, el flujo yalmacenamiento de agua y substancias disueltas, incluidos elnitrógeno, fósforo, plaguicidas, así como otros nutrimentosy compuestos disueltos en el agua.

1.2. Soporte de vida vegetal y animal. El suelo sostiene elcrecimiento y la diversidad de plantas y animales alproporcionar un ambiente físico, químico y biológico paraque se realice el intercambio de agua, nutrimentos, energíay aire. 

1.3. Filtrado de contaminantes. El suelo puede actuar comoun filtro para proteger la calidad del agua, el aire y otros

recursos. Los minerales y microbios presentes en el sueloson los responsables de filtrar, amortiguar, degradar,inmovilizar, y desintoxicar materiales orgánicos einorgánicos, incluidos productos de desecho industriales ymunicipales, y depósitos atmosféricos.

1.4. Ciclado de nutrimentos. El suelo almacena, modera omodifica la liberación y el ciclado de nutrimentos y otroselementos esenciales para las plantas. Así que el carbono,el nitrógeno, el fósforo y muchos otros nutrimentos sonalmacenados, transformados y ciclados a través del suelo.

1.5. Soporte de estructuras. Las construcciones requieren deun suelo estable para su sostenimiento, y los tesorosarqueológicos asociados con la presencia del hombre sontambién protegidos en el suelo.

Una vez que ha sido comprendido el concepto de suelo,resulta oportuno presentar y describir el concepto objeto deanálisis en la presente colaboración, denominado calidad delsuelo.

2. Parámetros de Calidad del suelo

La calidad del suelo puede ser evaluada a través dediferentes parámetros, en el cuadro se presenta un listado deparámetros.

PARAMETROSAltitud de la zonaRégimen de humedad del sueloRégimen hídrico del sueloDuración de las características del régimenhídricoCausas de las condiciones de humedadexcesivaClases de drenajeConductividad hidráulica

Clases de permeabilidadVelocidad de infiltraciónNivel freáticoCalidad del agua freáticaRégimen de temperatura del sueloForma de rellenoDinámica de la forma (proceso de erosión)Intensidad de los procesos de superficiePendiente generalPendiente localLongitud de pendienteMorfología local de pendienteSituación de perdida de pendienteOrientaciónPedregosidad superficialAfloramiento rocososTipos de roca subyacenteMacroestructura de la rocaDureza de la rocaGrado de alteración de la roca subyacenteProfundidad del sueloProfundidad efectiva del sueloProfundidad de arrendamientoTexturaEstructuraEstado de oxido reducciónProporción de elementos gruesosConsistenciaCimentaciones (naturaleza y profundidad dellímite superior)Materia orgánicaActividad biológicaContacto líticoMateriales esqueléticosCapa de gravaSub estrato salinoReacción del sueloPorosidadTipos de arcillasFertilidad

2.1. Textura

La textura del suelo depende de la proporción relativa dearena, limo, arcilla y materia orgánica. Un suelo con mas de40% de materia orgánica, se denomina generalmente orgánico.La textura constituye una guía para determinar la facilidadde cultivo de un terreno, esta puede ser ligera o gruesa enun suelo arenoso y fina o densa en un suelo arcilloso.

Para determinar la clase textural de los suelos, se realizananálisis mecánicos de laboratorio y los resultados seinterpretan a través del "Triángulo de la textura" o"Triángulo textural".

Las partículas del suelo se clasifican de acuerdo a sutamaño:

PARTÍCULAS DIÁMETRO(mm)

FragmentosRocosos > 2.0

Arena 2.0 - 0.05Limo 0.05-0.002Arcilla Menos de 0.002

La arena y la mayoría de los limos, son químicamente inertes.Las propiedades químicas del suelo dependen, básicamente, dela naturaleza de las partículas de arcilla, de la materiaorgánica del suelo y de su capacidad para controlar laacidez, aglutinar, liberar nutrientes y componentes nocivos.

2.2 Porosidad

La porosidad es de suma importancia en los suelos, es laresponsable de proveer a las plantas con agua y aire enproporciones adecuadas. Los poros del suelo pueden serclasificados en: Macroporos, comúnmente ocupados por aire yMicroporos, ocupados por agua, reteniendola por capilaridad.

La condición física de un suelo depende, en gran medida de laporosidad y del tamaños de los poros.

En los suelos de textura fina es mayor la presencia de losmicroporos y los macroporos en los suelos constituidos porgravas.

En ambos casos los poros presentan poca variación en susdimensiones. En los suelos agregados la porosidad es decarácter intermedio, es decir, los poros son grandes ypequeños.

El ingreso de aguas residuales industriales en el suelo,modifica la porosidad del mismo, aumentando o disminuyendo ladistribución y el tamaño de los poros en función de laescasez de los sólidos disueltos del volumen de liquidoaplicado y de las condiciones climáticas.

Los residuos químicos presentes en las aguas residualespueden modificar los agregados del suelo, provocandomodificaciones estructurales que afectan la porosidad. Estasvariaciones disminuyen en gran medida la calidad del suelo.

2.3 Estructura

La estructura de un suelo puede definirse como la forma quetienen los elementos minerales y orgánicos del suelo, paraordenarse en agregados o estructuras estáticas.Condiciona diversas propiedades del suelo como por ejemplo:porosidad, permeabilidad, profundidad de las raíces, etc.

La estructura se encuentra siempre cambiante, bajo lainfluencia de las fuerzas mecánicas y del movimiento del aguaoriginada por la lluvia, la evaporación, la congelación, ladescongelación y la absorción de agua por las raíces de lasplantas.

Los suelos dañados por la compactación o destrucción de losagregados pueden ser regenerados mediante procesos naturales,por ejemplo, mediante secado, congelación y por efecto de laactividad de los animales del suelo, pero esta regeneraciónpuede ser un proceso muy lento.

Características de las Estructuras de Suelos Aluviales de lasCuencas de los ríos Rímac y Chillón.

2.4 Color

Es una característica importante, pues, no solo sirve parareconocer los distintos tipos de terrenos, sino que indica,ciertas propiedades físicas y químicas. El color del suelo esdebido: al contenido de humedad, de humus y la naturalezaquímica de los compuestos de hierro.

Componentes Modificadores del Color del SueloCOLOR COMPONENTES

Negro y Marrón Presencia de materiaorgánica.

Blanco y Gris Presencia de cuarzo, yeso ycaolín.

Amarillos Presencia de oxidos de fierrohidratado.

Rojo Presencia de Oxidos de fierroy manganeso.

Fuente: Ecología del Perú, PNUD, 2000.

2.5 Capacidad de Infiltración

Es una propiedad hidrofísica muy importante del suelo yrepresenta un fenómeno complejo mediante el cual se puedeexplicar tanto el ingreso del agua en el suelo y sucorrespondiente movimiento, así como la retención en suinterior.

Capacidad de Infiltración en diversos tipos de sueloClaseTextural

Velocidad deinfiltración en cm/h Calificación

Arenoso 5.00 Muy rápidaFrancoArenoso 2.50 Rápida

Franco 1.30 ModeradaFrancoArcilloso 0.80 Lenta

Arcilloso 0.05 Muy Lenta

2.6 Temperatura

Es muy importante porque determina la distribución de lasplantas e influye en los procesos bióticos y químicos. Cadaplanta tiene sus requerimientos especiales. Encima de los 5°Ces posible la germinación

2.7 Fertilidad del Suelo

A. Brack y C. Mendiola, 2000; determinan como factorescondicionantes del suelo a la disponibilidad de agua, espesordel suelo útil, cantidad de materia orgánica presente,organismos vivos del suelo, capacidad de almacenar sustanciasnutritivas contenidas en el agua y la reacción química delsuelo.

2.8 Acidez del Suelo

La acidificación del suelo constituye un proceso naturalcausado por la formación de ácidos orgánicos e inorgánicos,como consecuencias de la actividad microbiana y debido a laperdida de las bases del suelo por intercambio de iones ylixiviación con el exceso de agua de lluvia.

La acidez del suelo puede medirse como la acidez (pH) delagua en equilibrio con el suelo. Para los suelos minerales,la acidez está comprendida entre 3,6 y 9,0 aproximadamente.Valores comprendidos entre 5,5 y 7,5 son los más comunes paralos terrenos agrícolas.

2.9 Materia Orgánica del SueloLa materia orgánica del suelo tiene su origen en organismosvivos. Este es un factor importante para la productividad delsuelo, debido a que:

La materia orgánica del suelo contiene abundantesnutrientes y estos se ven liberados al producirse sudescomposición. Parte de ésta actúa como alimento paralos organismos del suelo.

Estabiliza los agregados de los suelos minerales.

La materia orgánica contenida en el suelo consta de:

Raíces de plantas vivas, bacterias, hongos y animales Exudados de las raíces de plantas y organismos del suelo Plantas muertas y otros organismos en diversas fases de

descomposición

En general, las aportaciones anuales de materia orgánica sonmayores en los pastizales o en los bosques que en los camposcultivables. Los pastizales explotados de forma rotativa,generalmente aumentan la cantidad de materia orgánica delsuelo, en comparación con los sistemas cultivables de formacontinua.Las capas superficiales son más ricas en materia orgánica quelas capas más profundas del suelo. Al aumentarse laprofundidad de cultivo con arado, se reduce temporalmente lamateria orgánica del suelo, como consecuencia de la dilución.

2.10 Biótica del Suelo

La vida del suelo es muy diversa, consta de micro ymacroorganismos (bacterias, algas, hongos, animales talescomo protozoos, nematodos, lombrices e insectos) y sobretodo,las propias plantas con sus sistemas de raíces. Sus residuosy exudados, forman la fuente principal de nutrientes para lavida del suelo.

Una actividad biológica elevada, no es necesariamentebeneficiosa, ya que puede estar asociada con una excesivadescomposición de la materia orgánica del suelo.

La actividad biológica del suelo vienen determinada,principalmente por la existencia de materia orgánicafácilmente degradable. Cuando se dispone de un suministroadecuado, el nitrógeno puede limitar la actividad microbianadurante cortos periods de tiempo. En un campo, el principaldeterminante de la actividad microbiana del suelo es sucontenido de carbono inorgánico.

Algunas bacterias influyen directamente en el estado ydisponibilidad de nutrientes en el suelo:

Transformando por oxidación el amonio en nitrato(Nitrificación)

Convirtiendo el nitrato en oxido nitroso y en gasnitrógeno (Desnitrificación)

Excretando enzimas (ureasa) que liberan amoniaco de laurea

Liberando nutrientes minerales de la materia orgánica yposiblemente, también de los minerales inorgánicos.

Produciendo hormonas del crecimiento de las plantas quepotencian el desarrollo de las raíces.

Compitiendo con elementos patógenos, limitando con ellosu oportunidad de causar enfermedades.

La Microfauna se constituye como muchas formas de pequeñosanimales como protozoos y nematodos que residen en el suelo,se alimentan de bacterias, hongos y raíces.

La Macrofauna, como por ejemplo las lombrices son unindicador excelente de calidad del suelo y garantizan unabuena estructura del suelo. Sus excavaciones facilitan ladispersión de las raíces y facilitan también el movimientodel aire y del agua.La presencia de lombrices en el suelo puede ser disminuidadebido a procesos de compactación y al uso de pesticidas.

2.11 Perfil del Suelo

Los componentes del suelo maduro están dispuestos en unaserie de zonas denominadas horizontes edáficos o perfil .Estos Horizontes nos indican el grado de desarrollo delsuelo, cada uno de ellos tiene distinta textura ycomposición, que varían en los diferentes tipos de suelo. Lamayor parte de los suelos maduros poseen al menos tres de loshorizontes posibles, pero algunos suelos nuevos o pocosdesarrollados carecen de ellos. Se pueden identificar dosgrupos de Horizontes: Orgánicos y Minerales.

Horizontes del Suelo

3. Composición del suelo

3.1.Composición Química

El análisis químico elemental de los suelos aporta lainformación necesaria para los estudios de formación deellos.

3.2 Composición Biológica

Los organismos del suelo juegan un rol muy importante en latransformación de la materia orgánica. Su presencia esindispensable para la fertilidad de los suelos.

Presenta una macrofauna, mesofauna y microorganismos. Lamacrofauna esta compuesta por lombrices, milpies ciempiés,hormigas, chanchitos de humedad, etc; la mesofauna seencuentra representada por colémbolos, opiliones, nematodos,etc.

Los microorganismos como protozoos, bacterias, hongos yalgas; existen por millones y participan en la descomposiciónde la materia orgánica

4. Contaminación del suelo

La contaminación del suelo consiste en la introducción en elmismo de sustancias contaminantes, debido al uso depesticidas para la agricultura; por riego con aguacontaminada, por el polvo de zonas urbanas y las carreteras;o por los relaves mineros y desechos industriales derramadosen su superficie, depositados en estanques o enterrados.

La contaminación de los suelos produce la pérdida progresivade tierra productiva y espacios naturales, incrementándoselos desiertos, produciéndose la erosión acelerada del suelo yperdida de paisajes naturales.

4.1 Grados de ContaminaciónDe acuerdo a estudios recientes, se han establecido algunostérminos con los cuales se puede medir el grado decontaminación:

4.1.1 BiodisponibilidadEs la asimilación del contaminante realizado por losorganismos que habitan y conforman la biota del suelo.

4.1.2 MovilidadIndica la regulación de la distribución del contaminante ypor lo tanto, su posible transporte a otros sistemas, comopor ejemplo: Los cuerpos de agua subterráneos ysuperficiales.4.1.3 PersistenciaEs el termino referido a la regulación del periodo deactividad de la sustancia contaminante o extraña en el suelo,por lo tanto, constituye otra medida de peligrosidad.4.1.4 Carga criticaSe refiere a la planificación del uso de la tierra laprevención de la contaminación y la degradación de suelo.Representa la cantidad máxima de un determinado contaminanteaportado al suelo sin producir efectos nocivos.

5. Aspectos específicos que laboratorios toman paraanalizar el suelo

5.1 ANALISIS QUIMICOS

Metodología yTécnica

Textura (Suelo) Textura Bouyoucos,Materia Orgánica (Suelo) M.O % Walkley and

Black ;Nitrógeno total (Suelo) N % Kjheldhal;Carbono orgánico (Suelo) C % Walkley and

Black;pH (Suelo) pH Agua (1:1);

PotenciometríaFósforo (Suelo) P ppm Bray II;CIC efectiva (Suelo) CICE cmol Suma de cationesCIC a pH 7 (Suelo) CIC pH 7 cmol

(+)/kgAcetato deAmonio 1M;

Aluminio (Suelo) Al cmol(+)/kg

Cloruro dePotasio 1M;

Calcio,Magnesio,Potasioy Sodio Ca,Mg,k y

Nacmol(+)/kg

Acetato deAmonio 1M;(Suelo)

Azufre (Suelo) S ppm(mg/kg)

Fosfato monocálcico0.008

Elementos menores(suelo) Fe,Mn,Cu,Zn

ppm(mg/kg)

Olsen-EDTA,Absorción

Boro (Suelo) B ppm Agua caliente;Nitrógeno nítrico(Suelo) N-NO3 ppm

(mg/kg)Sulfato de aluminio0.025 F;

Nitrógeno amoniacal(Suelo) N-NH4 ppm

(mg/kg)Cloruro dePotasio 1M,

Conductividad eléctrica(Suelo) C.E. dS/m Extracto de

saturación;

Nitrógeno (Foliar) N % Kjeldahl;Volumetría

Símbolo Unidad Metodología y Técnica

Fósforo (Foliar) P % Descomposición vía secamineralización con HCl 6M.Colorimetría

Azufre (Foliar) S % Descomposición vía húmeda (Acido nítrico1000C, Acido Turbidimetría

Calcio, Magnesio y Potasio(Foliar)

Ca,Mg,K % Descomposición vía secamineralización con HCl 6M.Absorción atómica

Hierro,Manganeso,Cobre y Zinc

Fe,Mn,Cu,Zn ppm (mg/kg)

Descomposición vía secamineralización con HCl 6M.Absorción atómica

pH (Agua de riego) pH Potenciometría

Conductividad eléctrica (Agua d C.E. a 25°C mS/cm Extracto de

Saturaciónriego)

Carbonatos (Agua de riego) CO= meq/L Volumetría

Bicarbonatos (Agua de riego)

HCO- meq/L VolumetríaCloruros (Agua de riego) Cl- meq/L VolumetríaSulfatos (Agua de riego) SO= ppm (mg/L) Turbidimetría

Fósforo (Agua de riego) P ppm (mg/L) Colorimetría

(Agua de riego)

Hierro (Agua de riego) Fe ppm (mg/L) Absorción atómicaManganeso (Agua de riego) Mn ppm (mg/L) Absorción atómicaCobre (Agua de riego) Cu ppm (mg/L) Absorción atómicaZinc (Agua de riego) Zn ppm (mg/L) Absorción atómicaBoro (Agua de riego) B ppm (mg/L) Colorimetría

Metodología y TécnicaMateria Orgánica (Compost) M.O % Walkley and Black;

Nitrógeno total (Compost) N % Khjeldhal; VolumetríaCarbono orgánico (Compost) C % Walkley and

Black; pH (Compost) pH Agua (1:1);

PotenciometríaFósforo (Compost) P ppm( mg/kg)

Bray II; ColorimetríaCICE cmol

(+)/kgSuma de cationes; Absorción atómica

CIC pH 7 cmol (+)/kg

Acetato de Amonio1M; Volumetría

Aluminio (Compost) Al cmol (+)/kg

Cloruro de Potasio 1M,

Ca,Mg,K,Na cmol (+)/kg

Acetato de Amonio1M, Absorción atómica

(Compost)Azufre (Compost) S ppm

(mg/kg)Fosfato monocálcico 0.008

Hierro,Manganeso, Cobre y Zinc Fe,Mn,Cu y

Znppm (mg/kg)

Olsen-EDTA; Absorción atómica(Compost)

Boro (Compost) B ppm (mg/kg)

Agua caliente; ColorimetríaNitrógeno nítrico

(Compost) N-NO3 ppm (mg/kg)

Sulfato de aluminio 0.025 F;

Nitrógeno amoniacal (Compost) N-NH4 ppm

(mg/kg)Cloruro de Potasio 1M;

C/N(Compost)Conductividad eléctrica (Compost)

dS/m Dilución 2:1

Densidad (Sustancias húmicas)

D g/cm3 PicnómetropH (Sustancias húmicas) pH Potenciometría

M.O % Walkley and Black; húmicas)

Nitrógeno (Sustancias húmicas)

N % Khjeldhal; Volumetría

C.Org. % Walkley and húmicas)

Metodología y Técnica

pH (Compost) pH Agua (1:1); PotenciometríaFósforo (Compost) P ppm

(mg/kg)Bray II; Colorimetría

CIC efectiva (Compost) CICE cmol Suma de cationesCIC a pH 7 (Compost)

Al cmol (+)/kg

Cloruro de Potasio 1M;

Ca, Mg,K y Na

cmol (+)/kg

Acetato de Amonio1M; Absorción atómica

(Compost)Azufre (Compost) S ppm

(mg/kg)Fosfato monocálcico 0.008

Hierro, Manganeso, Cobre y Zinc Fe,Mn,Cu y ppm (mg/kg Olsen-EDTA;

Absorción atómica(Compost)Boro (Compost) B ppm

(mg/kg)Agua caliente ; ColorimetríaNitrógeno nítrico (Compost) N-NO3 ppm

(mg/kg)Sulfato de aluminio 0.025 F;

Nitrógeno amoniacal (Compost) N-NH4 ppm

(mg/kg)Cloruro de Potasio 1M;

C/N(Compost)Conductividad eléctrica C.E dS/m Dilución 2:1Densidad (Sustancias D g/cm3 PicnómetropH (Sustancias húmicas) pH Potenciometría

M.O % Walkley and Black; húmicas)

Nitrógeno (Sustancias N % Khjeldhal; VolumetríaC.Org. % Walkley and

Black; Volumetría

húmicas)C-EHT % Extracción con NaOH

0.1 N

pH 13.

Metodología y Técnica

C-FF % Fraccionamiento con H2SO4 concentrado

Carbono ácido húmico C-AH % Diferencia (EHT - FF)Porcentaje extracto húmico total

% EHT % (C-EHT)/C org. x 100Porcentaje fracción fúlvica % FF % (C-FF)/(C-EHT) x 100Porcentaje ácido húmico % AH % (C-EHT-C-FF)/(C-EHT)

xpH (Extracto de saturación)

pH PotenciometríaConductividad eléctrica (Extracto de C.E. a 25°C mS cm-1saturación)Fósforo ( ES) P ppm (mg/L) ColorimetríaAluminio (Extracto de saturación)

Al ppm (mg/L) Absorción atómicaCalcio, Magnesio, Potasio ySodio Ca,Mg,K y

Nameq L-1 Absorción atómica

(Extracto de saturación)Azufre (Extracto de saturación)

S ppm (mg/L) TurbidimetríaHierro, Manganeso,Cobre y Zinc Fe,Mn,Cu y ppm

(mg/L)Absorción atómica

(Extracto de saturación)Boro (Extracto de saturación)

B ppm (mg/L)

ColorimetríaNitrógeno nítrico (Extractode N-NO3 ppm

(mg/L)Potenciometría

saturación)Nitrógeno amoniacal (Extracto de N-NH4 ppm

(mg/L)Colorimetría

saturación)

5.4 equipos de medición de la sección química

PHMETROSDIGITALES:

SCHOTTGERATECG 840, CG-843

BALANZAS: METTLERBB2440

PRECISA XB4200C-

BALANZAS ANALÍTICAS

METTLERTOLEDO AB204-S,

ESPECTROFO- TOMETROS DE ABSORCIÖN

PERKIN

ELMER

ANALYST

A300

ESPECTROFO- TOMETROS UV-VIS

PERKIN ELMER LAMBDA 10, 25

CONDUCTI

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