11.5: Factores que afectan el desarrollo del suelo
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La investigación del suelo ha demostrado que los perfiles del suelo están influenciados por cinco factores separados, pero que interactúan: material parental, clima, topografía, organismos y tiempo. Los científicos del suelo llaman a estos los factores de formación del suelo. Estos factores dan a los perfiles de suelo su carácter distintivo.
Material padre
El material parental del suelo es el material del que se desarrolla el suelo, y puede ser roca que se ha descompuesto en su lugar, o material que ha sido depositado por el viento, el agua o el hielo. El carácter y composición química del material parental juega un papel importante en la determinación de las propiedades del suelo, especialmente durante las primeras etapas de desarrollo.
Los suelos desarrollados sobre material parental de grano grueso y compuesto de minerales resistentes a la intemperie probablemente exhiban textura de grano grueso. El suelo de grano fino se desarrolla donde el material parental está compuesto por minerales inestables que pueden resistir fácilmente.
La composición del material parental tiene un impacto directo en la química del suelo y la fertilidad. Los materiales parentales ricos en iones solubles: calcio, magnesio, potasio y sodio, se disuelven fácilmente en agua y se ponen a disposición de las plantas. La caliza y la lava basáltica tienen un alto contenido de bases solubles y producen suelo fértil en climas húmedos. Si los materiales parentales son bajos en iones solubles, el agua que se mueve a través del suelo elimina las bases y las sustituye con iones de hidrógeno, lo que hace que el suelo sea ácido e inadecuado para la agricultura. Los suelos desarrollados sobre arenisca son bajos en bases solubles y de textura gruesa lo que facilita la lixiviación. La influencia del material parental en las propiedades del suelo tiende a disminuir con el tiempo a medida que se altera y el clima se vuelve más importante.
Clima
Los suelos tienden a mostrar una fuerte correlación geográfica con el clima, especialmente a escala global. La energía y la precipitación influyen fuertemente en las reacciones físicas y químicas en el material parental. El clima también determina la cobertura vegetal que a su vez influye en el desarrollo del suelo. La precipitación también afecta factores de desarrollo del horizonte como la translocación de iones disueltos a través del suelo. A medida que pasa el tiempo, el clima tiende a ser una influencia primordial en las propiedades del suelo, mientras que la influencia del material parental es menor.
Clima, vegetación y meteorización
El clima afecta tanto a la producción vegetativa como a la actividad de los organismos. Las regiones desérticas calientes y secas tienen escasa vegetación y, por lo tanto, el material orgánico disponible para el suelo es limitado. La falta de precipitación inhibe la meteorización química que conduce a suelos de textura gruesa en regiones áridas. La actividad bacteriana está limitada por las temperaturas frías en la tundra que provocan la acumulación de materia orgánica. En los trópicos cálidos y húmedos, la actividad bacteriana procede a un ritmo rápido, descomponiendo completamente la hojarasca. Bajo la exuberante vegetación del bosque tropical, los nutrientes disponibles son rápidamente recuperados por los árboles. La alta precipitación anual también elimina algo de material orgánico del suelo. Estos factores se combinan para crear suelos que carecen de mucha materia orgánica en sus horizontes superiores.
El clima, interactuando con la vegetación, también afecta la química del suelo. Los bosques de pinos tienden a dominar climas fríos y húmedos. La descomposición de las agujas de pino en presencia de agua crea un ácido débil que elimina las bases solubles del suelo dejándolo en estado ácido. Adicionalmente, los pinos tienen una baja demanda de nutrientes por lo que pocos nutrientes del suelo son recuperados por los árboles para luego ser reciclados por la arena de agujas en descomposición. Los árboles caducifolios de hoja ancha como el roble y el arce tienen una mayor demanda de nutrientes y así reciclan continuamente los nutrientes del suelo manteniendo los suelos altos en bases solubles
Topografía
La topografía tiene un impacto significativo en la formación del suelo, ya que determina la escorrentía de agua, y su orientación afecta al microclima que a su vez afecta a la vegetación. Para que se forme el suelo, el material padre debe permanecer relativamente inalterado para que los procesos del horizonte del suelo puedan continuar. El agua que se mueve a través de la superficie elimina el material padre impidiendo el desarrollo del suelo La erosión hídrica es más efectiva en pendientes más pronunciadas y no vegetadas.
Efecto sobre la erosión del suelo
El ángulo de pendiente y la longitud afectan a la escorrentía generada cuando la lluvia cae a la superficie. Examine el siguiente diagrama que muestra la relación entre la posición de la pendiente de la colina, la escorrentía y la erosión.
La cantidad de agua en un segmento de ladera particular depende de lo que cae de la precipitación y lo que se encuentra en él desde un segmento de pendiente ascendente de colina. La pendiente del cerro en la Figura se\(\PageIndex{2}\) ha dividido en varios segmentos y la cantidad de precipitación que cae sobre cada segmento es la misma. A medida que el agua corre por pendiente, el agua que se ha acumulado en el segmento A se escapa sumando a lo que cae en el segmento B por precipitación. El agua en B corre hacia C, y C en D, y así sucesivamente. La cantidad de agua aumenta en la dirección de la pendiente descendente a medida que el agua es aportada por el agua de los segmentos de pendiente ascendente. La velocidad del agua aumenta así como se mueve hacia la base de la pendiente. Como resultado, la cantidad y velocidad del agua, y por lo tanto la tasa de erosión aumenta a medida que se acerca a la base de la pendiente. En lugar de infiltrarse en el suelo para promover la intemperie y el desarrollo del suelo, el agua se escapa. La erosión provoca el despojo del suelo evitando así que el material parental permanezca en su lugar para convertirse en un suelo. Por lo que debemos esperar encontrar suelo débilmente desarrollado a mediados y cerca del fondo de la pendiente.
Efecto sobre la deposición y la textura del suelo
La velocidad del agua no solo determina la tasa de erosión sino también la deposición del material del suelo en suspensión. La figura\(\PageIndex{3}\) muestra la relación entre ubicación y textura. Los sitios A, B y C se localizan progresivamente más lejos de la base de una pendiente. Se utiliza un triángulo de textura del suelo para ilustrar la variación en las texturas del suelo en los tres sitios.
A medida que el agua se vacía de un arroyo de montaña, su velocidad comienza a disminuir. Las partículas de mayor tamaño, como la arena, son las primeras en caer de la suspensión (Sitio A). Las partículas finas de tamaño de arcilla se pueden llevar más lejos de la base de la pendiente antes de que se depositen. Como resultado, los suelos de textura gruesa tienden a encontrarse cerca de la base de la montaña y los suelos de textura fina se encuentran más lejos (Sitio C).
Efectos microclimáticos
La orientación de la pendiente del cerro afecta el microclima de un lugar. A medida que aumenta la pendiente de la superficie, también lo hace el ángulo del sol local, hasta un punto. A medida que aumenta el ángulo del sol local, aumenta la intensidad del calentamiento, provocando temperaturas superficiales más cálidas y, probablemente, aumento de la evaporación. La orientación de la ladera del cerro también es ciertamente importante. Esas laderas que se enfrentan al sol reciben más insolación que las que están mirando hacia el otro lado. Por lo tanto, las superficies inclinadas que miran hacia el sol tienden a ser más cálidas y secas, que las superficies más planas orientadas hacia el sol. El microclima también impacta el tipo de vegetación.
Organismos
El organismo, tanto vegetal como animal, juega un papel importante en el desarrollo y composición del suelo. Los organismos agregan materia orgánica, ayudan a la descomposición, la intemperie y el ciclo de nutrientes. La riqueza y diversidad de los organismos del suelo y la vida vegetal que crece en la superficie está, por supuesto, también ligada al clima.
Ciclos de nutrientes
Los elementos bióticos del ambiente necesitan nutrientes vitales que encuentren su origen en el suelo. A su muerte, los organismos devuelven estos nutrientes al suelo para ser retomados por otras plantas y animales. De ahí que exista un ciclo constante de nutrientes entre organismos y suelos. Este ciclo refresca y mantiene el estado nutrimental de los suelos. Sin ella, los nutrientes solubles serían lixiviados del suelo, disminuyendo la capacidad del suelo para soportar la vida.
El grado en que se ciclan los nutrientes depende de las necesidades del organismo que ocupa un lugar determinado. Por ejemplo, los árboles de hoja ancha y caducifolios como el roble y el arce generalmente tienen una alta demanda de nutrientes creando hojarasca superficial rica en nutrientes cuando las hojas mueren y caen al suelo del bosque. La descomposición de la hojarasca libera los nutrientes de nuevo al suelo para que el árbol los recoja. Así, los suelos bajo este tipo de bosques tienden a ser altos en bases solubles y nutrientes.
Los pinos generalmente tienen bajas demandas de nutrientes. La hojarasca en descomposición que cae al suelo del bosque es pobre en nutrientes. Como resultado, se produce poco ciclo de nutrientes solubles como calcio, magnesio, sodio y potasio y así se lixivian creando un ambiente ácido en el suelo.
Organismos y meteorización
Los organismos del suelo también afectan la meteorización. La descomposición de las agujas de pino crea un ácido débil que puede eliminar los iones solubles del suelo. Los animales excavadores crean vías de paso a través del suelo para ayudar a airear y permitir que el agua se infiltre en él. Los animales excavadores ayudan a translocar materiales y fertilizar el suelo a profundidad.
Tiempo
A medida que pasa el tiempo, los procesos de meteorización continúan actuando sobre el material padre del suelo para descomponerlo y descomponerlo. Los procesos de desarrollo de Horizon continúan diferenciando las capas en el perfil del suelo por sus propiedades físicas y químicas. Como resultado, los suelos más viejos y maduros tienen una secuencia de horizontes bien desarrollada, aunque algunos pueden sufrir tanto meteorización y lixiviación que capas visualmente distintas pueden ser difíciles de ver. Esta es una característica notable de los oxisoles. Algunos procesos geológicos impiden que los suelos se desarrollen al alterar constantemente la superficie y, por lo tanto, no permitir que el material padre se calme durante un período significativo de tiempo Por ejemplo, la erosión de las laderas elimina constantemente el material, impidiendo así el desarrollo del suelo. A lo largo de los canales de los ríos, con frecuencia se depositan nuevos sedimentos a medida que el río se derrama sobre su llanura aluvial durante las inundaciones. La adición constante de nuevo material reinicia el proceso de desarrollo del suelo.
El clima interactúa con el tiempo durante el proceso de desarrollo del suelo. El desarrollo del suelo avanza mucho más rápidamente en climas cálidos y húmedos, alcanzando así un estado maduro antes. En climas fríos, se impide la meteorización y el desarrollo del suelo lleva mucho más tiempo.
Video: Vea “Los cinco factores de la formación del suelo” (Cortesía de UBC Virtual Soil Learning Resources)