La estructura del suelo corresponde a la disposición espacial de las partículas individuales, arena, limo y arcilla, sus agregados y la porosidad. Desempeña un papel clave y diverso sobre los factores que determinan el rendimiento de los cultivos. Estos factores no sólo incluyen los procesos físicos y fisicoquímicos y los efectos de la actividad biológica […]
La estructura del suelo corresponde a la disposición espacial de las partículas individuales, arena, limo y arcilla, sus agregados y la porosidad. Desempeña un papel clave y diverso sobre los factores que determinan el rendimiento de los cultivos. Estos factores no sólo incluyen los procesos físicos y fisicoquímicos y los efectos de la actividad biológica que interactúan con el uso del suelo y el clima, sino también prácticas de manejo (labranza, drenaje, riego, fertilización y cobertura vegetal) destinados a crear y/o mantener condiciones óptimas para la emergencia, el enraizamiento y absorción de agua y nutrientes.
Las dimensiones de la estructura del suelo incluyen procesos de su formación por acción biológica y física, procesos involucrados en su estabilidad bajo condiciones de clima y humedad de suelo cambiantes y su influencia ecológica e hidráulica en el transporte y almacenamiento de calor, gases (oxígeno y CO2, entre otros), agua y nutrientes y sus efectos en el rendimiento de cultivos en diferentes agroecosistemas. Existen numerosas interrelaciones entre la estructura del suelo, la textura, la biota, la materia orgánica y la producción de cultivos, destacándose la importancia de cuantificar la distribución del tamaño de poros, las poblaciones microbianas y faunísticas y la dinámica de C y N.
DEFINICIÓN E IMPORTANCIA DE LA ESTRUCTURA DEL SUELO
La estructura del suelo se define por la forma en que se agregan las partículas individuales de arena, limo y arcilla. Cuando las partículas individuales se agrupan, toman el aspecto de partículas mayores y se denominan agregados. La agregación de las partículas de suelo puede ocurrir en diferentes patrones, dando como resultado distintas estructuras de suelo.
La estructura del suelo afecta diversos procesos como la aireación, el movimiento de agua y nutrientes y la actividad biológica, factores que impactan directamente sobre la abundancia y actividad de raíces y, como consecuencia, en los rendimientos y calidad de fruta.
La estructura del suelo se describe en términos del grado (grado de agregación), clase (tamaño promedio) y tipo de agregados (forma). En algunos suelos, se pueden encontrar diferentes tipos de agregados mezclados, que normalmente se describen por separado. En general, existe un tipo de agregado predominante en el perfil de suelo.
GRADOS DE ESTRUCTURA
Por definición, el grado de estructura es la intensidad de agregación y expresa la diferencia entre la cohesión dentro de los agregados y la adhesividad entre ellos. La cohesión es la propiedad de partículas similares de adherirse entre sí, mientras que la adhesión es la propiedad para adherirse de diferentes partículas o superficies. Debido a que estas propiedades varían según el contenido de humedad del suelo, el grado de estructura debe determinarse cuando el suelo no esté exageradamente húmedo o seco. Existen cuatro grados fundamentales de estructura que se califican entre 0 y 3:
0. Sin estructura: condición en la que no existen agregados visibles o bien no hay un ordenamiento natural de líneas de quiebre del suelo, tales como:
– Estructura masiva (coherente), donde todo el horizonte del suelo aparece cementado en una gran masa.
– Estructura de grano simple (sin coherencia), donde las partículas individuales del suelo no muestran tendencia a agruparse, como la arena pura.
1. Estructura débil: está deficientemente formada por agregados indistintos apenas visibles. Cuando se retira del perfil, el material del suelo se descompone en una mezcla de muy pocos agregados completos, muchos agregados fragmentados y mucho material no agregado.
2. Estructura moderada: se caracteriza por agregados bien formados y diferenciados de duración moderada, y evidentes, aunque indistintos en suelos no alterados. Cuando se retira del perfil, el material del suelo se descompone en una mezcla de muchos agregados enteros distintos, algunos agregados fragmentados y poco material no agregado.
3. Estructura fuerte: se caracteriza por agregados bien formados y diferenciados que son duraderos y evidentes en suelos no alterados. Cuando se retira del perfil, el material del suelo consiste en gran parte de agregados completos e incluye algunos quebrados y poco o ningún material no agregado.
CLASES DE ESTRUCTURA
Por definición, la clase de estructura describe el tamaño promedio de los agregados individuales. Por lo general, se pueden reconocer cinco clases distintas en relación con el tipo de estructura del suelo del que provienen:
- Muy fina o muy delgada
- Fina o delgada
- Media
- Gruesa o espesa
- Muy gruesa o muy espesa.
TIPO DE ESTRUCTURA
Por definición, el tipo de estructura describe la forma de los agregados individuales. Generalmente se reconocen siete tipos de estructura de suelo, pero las más comunes corresponden a cuatro:
ESTRUCTURA GRANULAR O DE MIGAJÓN: Las partículas individuales de arena, limo y arcilla se agrupan en granos pequeños casi esféricos. El agua circula muy fácilmente a través de esos suelos. Por lo general, se encuentran en el horizonte A de los perfiles de suelos, donde los contenidos de materia orgánica son mayores y actividad biológica más abundante.
ESTRUCTURA DE BLOQUES O BLOQUES SUBANGULARES: Las partículas de suelo se agrupan en bloques casi cuadrados o angulares con los bordes más o menos pronunciados. Los bloques relativamente grandes indican que el suelo resiste la penetración y el movimiento del agua. Suelen encontrarse en el horizonte B cuando hay acumulación de arcilla.
ESTRUCTURA PRISMÁTICA Y COLUMNAR: Las partículas de suelo forman columnas o pilares verticales separados por fisuras verticales diminutas, pero definidas. El agua circula con mayor dificultad y el drenaje es deficiente. Normalmente se encuentran en el horizonte B cuando hay acumulación de arcilla.
ESTRUCTURA LAMINAR: Las partículas de suelo se agregan en láminas o capas finas que se acumulan horizontalmente una sobre otra. A menudo las láminas se traslapan, lo que dificulta notablemente la circulación del agua. Esta estructura se encuentra casi siempre en los suelos de bosque, en parte del horizonte A y en los suelos formados por capas de arcilla.
AGREGADOS DEL SUELO Y MATERIA ORGÁNICA
Cuando tomamos un puñado de suelo y se rompe en pequeños pedazos, cada uno de esos terrones corresponde a un agregado de suelo o pedón. Como se indicó anteriormente, cada agregado está formado por partículas de suelo de diferentes tamaños que se mantienen unidas tanto por fuerzas de atracción de las partículas del suelo, así como por la acción de la materia orgánica que las mantiene unidas (Figura 1).
La agregación del suelo es una asociación compleja entre procesos biológicos, químicos, físicos y ambientales, donde influye no solo el material parental, presencia de arcillas, óxidos de aluminio o hierro, clima, prácticas de labranza y cationes adsorbidos (la presencia de Na+ genera dispersión entre las partículas de suelo, mientras Ca+2 tiende a flocular las partículas). El papel más importante en la formación de agregados, en particular en el horizonte superficial de los suelos, está a cargo de los factores bióticos, tanto de origen animal, como vegetal y microbiano.
Al crecer, las raíces de las plantas irrumpen en el suelo y promueven la granulación; la materia orgánica, y las diferentes fracciones de carbono, en especial productos como polisacáridos extracelulares (EPS- extracelular polysaccharides), carbonato de calcio, pH, generan efectos en la formación y estabilidad de los agregados.
La presencia de microorganismos puede promover la agregación fisicoquímica del suelo, sobre todo de agregados estables en agua, a través de la producción de polisacáridos y glicoproteinas como la glomalina, producida por hongos de micorriza, e hifas o pseudomicelios, producidos por hongos filamentosos y actinobacterias respectivamente. Por otra parte, se ha demostrado que diferentes bacterias, por ejemplo, Bacillus, Pseudomonas, Paenibacillus, entre otros, producen diferentes agentes aglutinantes que confieren distintas propiedades físicas a los agregados del suelo. De esta forma, los microorganismos del suelo pueden unir físicamente las partículas del suelo, por lo que son fundamentales para la estructuración y formación del suelo.
Sin embargo, para que estos procesos de formación y estabilización ocurran, es necesario la presencia de materia orgánica. Así, la estabilidad de los agregados depende directamente del C almacenado, la disponibilidad y estabilidad de la materia orgánica, la presencia de microorganismos de suelo y sus productos orgánicos del metabolismo. Una reducción en el carbono orgánico conlleva a la disminución de estabilidad de los agregados, lo que, en suelos cultivables, conduce a la pérdida de resistencia a degradación del suelo por erosión y escorrentía (run off) así como a la disminución en la tasa de infiltración y la capacidad de retención de agua.
Por otro lado, los agregados protegen físicamente la materia orgánica del suelo del ataque de los microorganismos debido a que forman una barrera física entre éstos (en especial las enzimas) y sus sustratos, controlan las interacciones entre la materia orgánica y los degradadores de la cadena alimentaria del suelo e influyen sobre la diversidad microbiana, entre otros efectos.
FORMACIÓN DE LOS MICRO Y MACROAGREGADOS
Los factores que influyen en la formación de los agregados del suelo varían dependiendo del clima donde se desarrollan los suelos (Figura 2).
En un comienzo los residuos frescos derivados de tejido de plantas favorecen la formación de núcleos o sitios para el crecimiento de hongos y bacterias (A). Los hongos, en especial los filamentosos, inician la formación de macroagregados al entrelazar y enredar las partículas más finas tanto de la materia orgánica como de los minerales secundarios (arcillas). A la vez, químicamente, los exudados microbianos como polisacáridos y proteínas (provenientes de bacterias, hongos filamentosos y levaduras presentes en el suelo) producidos como resultado de la descomposición de la materia orgánica más fresca (residuos frescos), sirven como agentes cementantes o de unión que estabilizan aún más los agregados en el tiempo.
Los macroagregados biológicos (B) también se forman por la presencia de raíces activas tanto en suelos templados como en suelos tropicales. Igualmente las hifas de hongos (no solo descomponedores sino también de ecto y endomicorrizas) ofrecen una estrategia físico/mecánica para la formación de macroagregados, por entrelazar las partículas, producir agentes cementantes y estimular la actividad microbiana a lo largo del tiempo.
El tercer mecanismo involucrado en la formación de macroagregados biológicos está representado en los efectos de miembros de la mesofauna como hormigas, termitas o lombrices (C). Estas últimas formadoras de montones de suelo mezclado o “cast” (Figura 3), ricos en materia orgánica, que son producto de la digestión del suelo y materia orgánica particulada, agregada y amasada en una mucosidad producida por la lombriz. Estos casts, que si bien no son estables cuando están frescos, se estabilizan a medida que pierden humedad. Finalmente, los agregados fisicoquímicos también se forman por la presencia de arcillas (D).
ESTABILIDAD DE LOS AGREGADOS
La estabilidad los agregados formados dependerá de factores como el clima (humedad, precipitaciones, temperatura) y particularmente de los ciclos de humedad y sequía que están ligados a la actividad microbiana. Estos ciclos pueden cerrar las uniones entre las partículas primarias del suelo, lo que resulta en uniones más firmes y agregados más estables.
Otro factor que es de suma importancia en la formación y estabilidad de macroagregados es la presencia de raíces activas y en crecimiento, pues, como se mencionó, los exudados radiculares se unen fuertemente a materiales minerales además de estimular la actividad biológica y la generación de agentes cementantes microbianos. Físicamente las raíces además influyen en la agregación al ejercer presión lateral y por la continua remoción de agua durante la transpiración, lo que resulta en “sequias localizadas” y cohesión de las partículas de suelo alrededor de las raíces.
IMPORTANCIA AGRONÓMICA DE LA ESTRUCTURA
La estructura del suelo es uno de los principales indicadores de calidad de suelo que afectan directamente los rendimientos y calidad de fruta. Desde el punto de vista técnico la “mejor” estructura corresponde a una de bloques o granular (migajón), que permite un adecuado movimiento de aire y agua en el suelo.
Suelos de buena estructura normalmente presentan una menor densidad aparente y por lo tanto mayor porosidad. Por el contrario, suelos de mala estructura suelen presentarse compactados, con poca aireación, menor capacidad de retención de humedad y mayor susceptibilidad a la erosión hídrica y eólica. La compactación de suelos puede medirse a través de la densidad aparente, que depende de la textura del suelo o bien a través de un instrumento denominado penetrómetro, que mide la presión necesaria para insertar una varilla de acero en el suelo. Normalmente las raíces no pueden penetrar en un suelo que tiene > 300 libras/pulgada2 (PSI), que equivalen aproximadamente a 2 MPa (2000 kPa), de compactación; sin embargo, pueden existir problemas de compactación con 1 MPa (1000 kPa) o 145 PSI (Figura 4).
La forma más eficiente de mejorar la estructura del suelo a mediano plazo es a través del uso de prácticas sustentables como la adición de calcio (ya sea como cal o yeso, dependiendo del pH del suelo), la adición de materia orgánica estable y de alta calidad y la inoculación de suelos con microorganismos. El uso de cultivos de cobertera es una excelente práctica que complementa las anteriores.
Fuente: www.mundoagro.cl
