La textura y la estructura del suelo son propiedades únicas del suelo que tendrán un profundo efecto en el comportamiento de los suelos, como la capacidad de retención de agua, la retención y el suministro de nutrientes, el drenaje y la lixiviación de nutrientes.
En cuanto a la fertilidad del suelo, los suelos más gruesos generalmente tienen una menor capacidad para retener los nutrientes que los suelos más finos. Sin embargo, esta capacidad se reduce a medida que los suelos de textura fina sufren una intensa lixiviación en ambientes húmedos.
Textura del suelo
La textura del suelo tiene un papel importante en la gestión de los nutrientes porque influye en su retención. Por ejemplo, los suelos de textura más fina tienden a tener una mayor capacidad para almacenar los nutrientes del suelo.
En nuestra discusión sobre la composición mineral del suelo, mencionamos que las partículas minerales de un suelo están presentes en una amplia gama de tamaños. Recordemos que la fracción de tierra fina incluye todas las partículas del suelo que tienen menos de 2 mm. Las partículas del suelo dentro de esta fracción se dividen a su vez en 3 clases de tamaño distintas, que incluyen arena, limo y arcilla. El tamaño de las partículas de arena oscila entre 2,0 y 0,05 mm; el del limo, entre 0,05 mm y 0,002 mm; y el de la arcilla, entre menos de 0,002 mm. Obsérvese que las partículas de arcilla pueden ser más de mil veces más pequeñas que las de arena. Esta diferencia de tamaño se debe en gran medida al tipo de material parental y al grado de meteorización. Las partículas de arena suelen ser minerales primarios que no han sufrido mucha meteorización. Por otro lado, las partículas de arcilla son minerales secundarios que son el producto de la meteorización de los minerales primarios. A medida que la meteorización continúa, las partículas del suelo se descomponen y se hacen cada vez más pequeñas.
Triángulo textural
La textura del suelo es la proporción relativa de arena, limo o arcilla en un suelo. La clase de textura del suelo es una agrupación de suelos basada en estas proporciones relativas. Los suelos con la textura más fina se llaman suelos arcillosos, mientras que los suelos con la textura más gruesa se llaman arenas. Sin embargo, un suelo que tiene una mezcla relativamente uniforme de arena, limo y arcilla y que presenta las propiedades de cada una por separado se denomina marga. Existen diferentes tipos de margas, en función de la separación del suelo que esté más presente. Si se conocen los porcentajes de arcilla, limo y arena en un suelo (principalmente a través de análisis de laboratorio), se puede utilizar el triángulo textural para determinar la clase de textura de su suelo.
Figura 15. Triángulo textural. El triángulo textural describe las proporciones relativas de arena, limo y arcilla en varios tipos de suelos.
Fuente: http://soils.usda.gov/technical/manual/print_version/complete.html
Las principales clases texturales para los suelos de Maui se proporcionan en la Tabla 3. Cada una de las clases texturales enumeradas en la Tabla 3 conforman los suelos de textura fina. Como se puede ver, los estudios de suelos muestran que más del 90% de los suelos de Maui son de textura fina. Esto se debe en gran medida al tipo de material parental de la mayoría de los suelos de Hawaii, que es el basalto. Dado que el basalto es una roca de textura fina, se convierte en suelos de textura fina. La cantidad relativa de arcilla tiene gran importancia en el suelo.
Tabla 3. Principales clases de textura de los suelos de Maui
| Clase de textura |
Porcentaje de los suelos de Maui que entran en las principales clases de textura clases texturales |
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Arcilla fina |
44% |
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Arcilla fina |
23% |
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Limoso |
11% |
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Limoso |
10% |
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Arcilla |
5% |
Para saber más sobre el triángulo textural y las clasificaciones texturales del suelo, haga clic en la animación de la Universidad Estatal de Carolina del Norte a continuación:
http://courses.soil.ncsu.edu/resources/physics/texture/soiltexture.swf
Importancia de la arcilla y otras partículas de tamaño similar
Las partículas de arcilla, así como otras partículas de tamaño similar, son componentes importantes de un suelo. Hay una diferencia fundamental entre los suelos que contienen grandes cantidades de partículas de arena y los que contienen grandes cantidades de partículas muy pequeñas, como la arcilla. Esa diferencia es la superficie. La superficie total de una masa determinada de arcilla es más de mil veces la superficie total de las partículas de arena con la misma masa. Para poner esta idea en perspectiva, imagine un solo cubo con 6 caras. Este cubo representa una partícula de arena. Ahora, imagina que rompes este único cubo en 100 cubos más pequeños, que representan 100 partículas de arcilla. Cada uno de estos 100 cubos tiene 6 caras. Esencialmente, al romper el cubo más grande, has expuesto muchas más superficies. Así, la superficie total de los cubos más pequeños será mucho mayor que la superficie del cubo único.
Para explorar más este concepto, vea una breve animación haciendo clic en el siguiente enlace a la Universidad Estatal de Carolina del Norte:
http://courses.soil.ncsu.edu/resources/physics/texture/soilgeo.swf
Este aumento de la superficie tiene una implicación importante en la gestión de nutrientes porque proporciona muchos lugares para que las partículas del suelo retengan y suministren nutrientes (como calcio, potasio, magnesio, fosfato) y agua para la absorción de las plantas
Tipos de partículas muy pequeñas dentro del suelo
- Los minerales de arcilla más comunes en el suelo de Maui se llaman arcillas de silicato en capas, o filosilicatos. Hay diferentes tipos de silicatos en capas, como la caolinita, la halloysita, la montmorillonita y la vermiculita. Los distintos tipos de silicatos estratificados difieren en gran medida, como discutiremos más adelante.
Para obtener más detalles sobre los distintos minerales de arcilla de silicato estratificado, haga clic en el siguiente enlace y desplácese hasta la «Sala de filosilicatos:»
http://www.soils.wisc.edu/virtual_museum/silicates.html
- Los minerales morfológicos, como el alófano, la imogolita y el ferrihidruro, pueden encontrarse en los suelos volcánicos de Hawái que se desarrollaron a partir de cenizas volcánicas. Al igual que las arcillas de silicato, estos minerales tienen una superficie muy elevada. Como resultado, los suelos con minerales amorfos retienen grandes cantidades de agua y nutrientes almacenados, dependiendo del grado de meteorización.
- Los óxidos de aluminio y hierro se encuentran típicamente en los suelos altamente meteorizados de los trópicos. A medida que los minerales de la arcilla se meteorizan intensamente, la estructura de las arcillas de silicatos cambia. En particular, las arcillas de silicato pierden sílice. Lo que queda en el suelo son óxidos de aluminio y de hierro. La gibbsita es un ejemplo de óxido de aluminio, que tiene un tono grisáceo y blanquecino. La goethita es un ejemplo de óxido de hierro, que imparte un color rojizo al suelo.
Propiedades de los óxidos
- Los óxidos son bastante estables y resistentes a la meteorización posterior.
- Los óxidos pueden actuar como un pegamento y mantener unidas otras partículas del suelo.
- Los óxidos pueden retener nutrientes, como el fósforo.
- Los óxidos tienen una alta capacidad de intercambio aniónico (AEC).
- El humus es la porción de materia orgánica que es mayormente resistente a la descomposición y permanece en el suelo. El humus está compuesto por pequeñas partículas, con una enorme superficie. Estas partículas tienen una gran capacidad para retener y suministrar nutrientes, así como para retener agua.
Estructura del suelo
La estructura del suelo es la disposición de las partículas del suelo en agrupaciones. Estas agrupaciones se denominan «peds» o «agregados», que a menudo forman formas distintivas que se encuentran típicamente dentro de ciertos horizontes del suelo. Por ejemplo, las partículas granulares del suelo son características del horizonte superficial.
La agregación del suelo es un importante indicador de la trabajabilidad del mismo. Se dice que los suelos que están bien agregados tienen una «buena labranza». Los diversos tipos de estructuras del suelo se proporcionan en la Tabla 4.
Tabla 4. Tipos de estructuras del suelo en los suelos
Fuente: http://www.cst.cmich.edu/users/Franc1M/esc334/lectures/physical.htm
Agregados del suelo
Generalmente, sólo las partículas muy pequeñas forman agregados, que incluyen arcillas de silicato, minerales de ceniza volcánica, materia orgánica y óxidos. Existen varios mecanismos de agregación del suelo.
Mecanismos de agregación del suelo
- Los microorganismos del suelo excretan sustancias que actúan como agentes cementantes y unen las partículas del suelo.
- Los hongos tienen filamentos, llamados hifas, que se extienden en el suelo y unen las partículas del suelo.
- Las raíces también excretan azúcares en el suelo que ayudan a unir los minerales.
- Los óxidos también actúan como pegamento y unen las partículas. Este proceso de agregación es muy común en muchos suelos tropicales muy erosionados y es especialmente frecuente en Hawái.
- Por último, las partículas del suelo pueden atraerse naturalmente unas a otras a través de fuerzas electrostáticas, como la atracción entre el pelo y un globo.
Estabilidad de los agregados
La agregación estable del suelo es una propiedad muy valiosa de los suelos productivos. Sin embargo, la estabilidad de la agregación del suelo depende en gran medida del tipo de minerales presentes en el suelo. Ciertos minerales de la arcilla forman agregados muy estables, mientras que otros minerales de la arcilla forman agregados débiles que se deshacen muy fácilmente.
- Las arcillas de silicato muy erosionadas, los óxidos y los materiales volcánicos amorfos tienden a formar los agregados más estables. La presencia de materia orgánica con estos materiales mejora la formación de agregados estables. En la gestión de nutrientes, la estabilidad de los agregados es importante porque los minerales bien agregados están bien drenados y son bastante trabajables.
- En cambio, las arcillas de silicato menos meteorizadas, como la montmorillonita, forman agregados débiles. Se dice que algunas arcillas silíceas tienen un potencial de contracción y de hinchamiento. Esto significa que los minerales del suelo se expanden, o se hinchan, cuando están mojados, haciendo que el suelo se vuelva pegajoso y drene mal. Cuando se secan, estos suelos se encogen y forman grietas. La composición de la estructura reticular de las arcillas de silicato determina el potencial de contracción e hinchazón. Aunque no hay suelos con potencial de retracción en Maui, estos suelos pueden encontrarse en Molokai.
Para una discusión sencilla de la química de las arcillas del suelo, haga clic en el siguiente enlace:
http://www.aehsmag.com/issues/2002/june/soilclays.htm