UNIDAD 3. INTERRELACION DE LOS COMPONENTES BIOTICOS Y ABIOTICOS DEL AGROECOSISTEMA.

UNIDAD 3. INTERRELACION DE LOS COMPONENTES BIOTICOS Y ABIOTICOS DEL
AGROECOSISTEMA.
Bioestructura del suelo.
La estructura se refiere a el arreglo de las partículas del suelo. Un "ped" o
gránulo es un agregado natural del suelo. Los agregados en el suelo son a
menudo separados de los peds adyacentes por superficies de poca
consistencia. La estructura afecta la penetración del agua, el drenaje, la
aireación y el desarrollo de raíces, afectando así la productividad del suelo y las
facilidades de labranza. La estructura, especialmente en el suelo superficial
puede ser alterada por las labores de cultivo mientras que la textura no cambia
por las operaciones usuales de laboreo.
El tipo de estructura del suelo se determina por la forma general de los
agregados. La clase de estructura se determina por el tamaño de los agregados
y el grado de la estructura es dependiente de la estabilidad o cohesividad de los
agregados. Los varios tipos de estructura se discuten más ampliamente en el
Cuadro 4.10 y un resumen más completo de estas características aparecen en
el Cuadro 4.11.
En general las estructuras que más se relacionan con la actividad biológica del suelo
son las esferoidades (migajosa y granular) particularmente la migajosa puede formarse por el
fraccionamiento realizado por organismos del suelo (gusanos de tierra, insectos, hongos
principalmente) y sus excrementos, secundariamente también se observa en la estructura la
granular y la de bloque subangulares, en esta última es evidente que el crecimiento y
exploración de las raíces de plantas y tránsito de otros organismos provocan el desgaste de
los bordes angulosos de los bloques, propiciando con ello un mejor drenaje de agua entre
bloques y circulación de aire necesario para la respiración radicular de las plantas.
Evitándose también que los bloques se colapsen en el humedecimiento y secado del suelo.
En general las estructuras de origen biológico (migajosa, granular y de bloques
subangulares) promueven un mejor condición física de los suelos, para el crecimiento
radicular de plantas.
LA FORMACION DE AGREGADOS
La floculación es el primer paso en la agregación del suelo. La
cementación o estabilización de los flóculos los convierte en agregados. La mayoría de los coloides del suelo son de carga eléctrica negativa. La floculación
ocurre después de que los coloides negativos son neutralizados por los
cationes adsorbidos. Los iones altamente hidratados como Na+ son muy
grandes para que los coloides del suelo se neutralicen por completo originando
la repulsión de partículas negativas y la dispersión. Los iones pequeños y
divalentes como el H+, Ca++ o Mg++, neutralizan más efectivamente los coloides
del suelo que el Na+, produciéndose la floculación y agregación en los suelos.
Además de la naturaleza de los iones adsorbidos, otros factores que
influyen en la génesis de los gránulos del suelo son: 1) el humedecimiento y
secado; 2) las heladas y el deshielo; 3) la actividad física de las raíces y
animales del suelo; 4) la influencia de la degradación de la Materia Orgánica
(M. O.) y de las excreciones de los microorganismos y de otras formas de vida
5) el laboreo del suelo.
De todos estos factores probablemente el de mayor importancia sea la
M.O. Las propiedades electroquímicas del humus, tanto como de la arcilla, son
efectivas en la organización y estabilización posterior de los agregados. Los
desechos y otros productos viscosos microbianos también favorecen el
desarrollo granular y ejercen una influencia estabilizadora. La granulación de un
suelo arcilloso no puede ser provocada adecuadamente sin la presencia de una
cierta cantidad de humus.
El laboreo tiene efectos favorables y desfavorables en la granulación. Las
labores afloran el suelo, incorporan la materia orgánica, rompen los terrones y
producen una mejor cama para el cultivo, lo cual es benéfico.
Cuando por otra parte se laborea por mucho tiempo se tienen efectos
degenerativos en los gránulos del suelo superficial y ésto se debe a la oxidación
de la M.O., a la alteración de agregados por el efecto del tránsito de equipos
pesados que producen, en último caso, una compactación.
Mientras que algunos agregados son muy estables otros no y aparentemente estas diferencias se relacionan con: la presencia o ausencia de ciertos
agentes cohesionantes de la tierra, como el tipo de arcilla predominante, ya que
la kaolinita produce gránulos más estables que la montmorillonita y otros
compuestos inorgánicos como los óxidos de Fe.
Es importante mencionar que las condiciones ideales de suelo para el crecimiento de plantas,
debe ser tal que le proporcione nutrimentos para la absorción y asimilación de nutrimentos, esto se
efectúa por medio del transporte de estos en el agua de riego, sin embargo como mencionamos es
desable contar con una estructura que no colapse o se adhiera con el humedecimiento y secado y,
con ello se evite la circulación de aire también vital para el crecimiento radicular; por tanto es
preferible contar cuando menos con un 50 % del volumen de poros ocupado por aire y el otro 50 %
ocupado por agua para el transporte nutrimental y la demanda de este vital líquido para el crecimiento
de la planta.
RELACION ENTRE LAS DIFERENTES FORMAS DEL AGUA EN EL SUELO.
Para entender la retención del agua en el suelo, recordemos que una
molécula de agua puede comportarse como un ion bi-polar, como se ilustra en
la figura 5.1; recordemos que una particula coloidal del suelo por ejemplo la
arcilla, tiene carga negativa, por tanto existe una atracción entre esta y la
molécula de agua, produciéndose una zona de adhesión y también existe
atracción entre moléculas de agua produciéndose una zona de cohesión como
se observa en la figura 5.2.
Otra forma de explicar lo anterior sería indicando que el agua que rodea a una
partícula de suelo en forma de una película y a medida que el espesor de la película se
hace más grueso la fuerza de retención es menor. Por lo tanto ambas explicaciones
evidencían que, la zona de adhesión sería la zona de agua no aprovechable; la zona de
cohesión sería la zona del agua aprovechable y fuera de ellas estaría el agua
gravitacional no aprovechable.
CLASIFlCACION DEL AGUA DEL SUELO
El agua del suelo ha sido clasificada de varias maneras. Una de las
clasificaciones más significativas se basa en la energía de retención del agua,
usualmente conocida como "tensión de la humedad del suelo". Esta clasificación está más directamente relacionada con la energía que las raíces de
las plantas deben ejercer para absorber el agua.
La cantidad de agua presente en el suelo en cualquier tiempo es
comúnmente expresada como un porcentaje del suelo secado a la estufa.
--- Suelo secado a la estufa. Es la base para casi todos los cálculos de
humedad en el suelo. La tensión de equilibrio de la humedad a sequedad de la
estufa es aproximadamente de 10,000 atmósferas*. La sequedad del suelo a la
estufa se determina poniendo el suelo a secar a una temperatura de 105° C
hasta peso constante.
--- Suelo secado al aire. Es el término que indica variación en el contenido de
humedad del suelo a la temperatura del aire. En condiciones medias la
humedad del suelo secado al aire es retenida con una tensión aproximada de
1,000 atmósferas. Esta agua no es aprovechable por las plantas.
--- Coeficiente higroscópico. Se determina poniendo al suelo secado al aire
en un ambiente casi saturado a 25°C hasta que no absorba más humedad. Esta
tensión es aproximadamente igual a 31 atmósferas. El agua en estas
condiciones no es aprovechable por las plantas pero la pueden utilizar algunas
bacterias.
--- Agua al punto de marchitamiento. Es el contenido de agua retenida con
una tensión aproximada a las 15 atmósferas.
--- Capacidad de campo. Puede determinarse fácilmente en un suelo de buen
drenaje. Después de una lluvia o riego pesado se cubre la superficie del suelo
para reducir las pérdidas por evaporación y se dejan 2 o 3 días para permitir un
drenaje libre. Después de este tiempo la humedad de la superficie del suelo
está a la capacidad de campo. En atmósferas de tensión es aproximadamente
de 1/3. Observar la figura 5.3.
Entre la capacidad de campo y porcentaje de saturación el agua no es
aprovechable por los cultivos comúnes debido a la escasez de oxígeno. Es
aprovechable sin embargo para cultivos como el arroz. La cantidad de agua a
saturación se refiere a aquella humedad que satura con agua por completo
(100%) al espacio poroso del suelo.
Entre el punto de marchitamiento (15 atm) y la capacidad de campo (1/3
atm) el agua del suelo es aprovechable por las plantas. “Esta es la humedad en
que nosotros los agrónomos o agricultores estamos interesados en mantener
el nivel de humedad, adecuado para el crecimiento y desarrollo de cultivos.
Las constantes comunes de humedad del suelo en términos de
atmósferas de tensión y otros datos aparecen en la Fig. 5.4.
Las plantas cultivadas por su parte, también tienen diferentes capacidades para absorber agua del suelo, en el cuadro 5.1 se presentan las
tensiones del agua a la que diferentes cultivos pueden absorberla (el agua) con
facilidad.
AGUA APROVECHABLE
El agua aprovechable es la humedad del suelo entre el punto de
marchitamiento y la capacidad de campo. La cantidad de agua por aplicar a un
suelo al punto de marchitamiento para alcanzar la capacidad de campo se
llama “capacidad de agua aprovechable". La capacidad de agua aprovechable
varía en primer lugar con la textura del suelo; por ejemplo, es alrededor de unos
3 cm de lámina en suelos arenosos, de 5 cm en migajones y suelos francos y
de unos 3.8 cm en suelos arcillosos, si la profundidad del suelo es de 30 cm.
Una relación generalizada entre el punto de marchitamiento, la capacidad de
campo y la capacidad de agua aprovechable en 8 suelos de textura diferentes
se expresa en el cuadro 5.2 y en la figura 5.5 se representan gráficamente
estos mismos datos.
Al aumentar la arcilla en el suelo, se incrementa la capacidad de retención
de agua, tanto al punto de marchitamiento como a la capacidad de campo. Lo
mismo se observa con la capacidad de agua aprovechable hasta la textura del
migajón limoso. Sin embargo, en el migajón arcilloso y la arcilla, la capacidad
de agua aprovechable decrece en comparación a la del migajón limoso.
Cuando una planta principia a marchitarse (punto de marchitamiento), la
cantidad de agua que permanece en el suelo depende de la textura; en suelos
arenosos la cantidad de agua que permanece al punto de marchitamiento
puede ser equivalente a una lámina de 1.25 cm por cada 30 cm de espesor de
suelo. En suelos francos esa cantidad puede ser de 3.5 a 4.0 en suelos
arciIlosos alrededor de 6.3 a 6.4 cm por 30 cm de profundidad.
Para expresar los valores aproximados del peso del suelo y por ciento del
volumen de poros de acuerdo a la estructura del suelo, se establece la relación
en el Cuadro 5.3.
A continuación se observa la microestructura en microscópico petrográfico en campos de 2X
y 4X de suelos (profundidades de 0 hasta 175 cm) de huertos de naranjo del centro del Estado de
Tamaulipas (localidades Luz del campesino en Güemez, La Misión Victoria y Padilla).
LOS CUATRO PRINCIPALES COMPONENTES DEL SUELO.
Al suelo en su sentido más amplio se le ha considerado como una mezcla
de, materia mineral, materia orgánica, agua y aire. El volumen ocupado por
cada uno de estos componentes en un suelo superficial de textura franca
y en condiciones ideales para el desarrollo de las plantas, será
aproximadamente como sigue: material mineral 45%; materia orgánica 5
%; agua 25% y aire un 25% de volumen de suelo. Es interesante notar que
alrededor de la mitad del volumen constituye al espacio poroso (agua y aire).
Las proporciones de estos componentes varían de tiempo en tiempo y de
lugar a lugar. El volumen de agua y aire componen una relación directamente
porcional uno con el otro. La entrada del agua al suelo excluye al aire. Al ser
removida el agua por el drenaje, la evaporación o por la absorción de las
plantas en desarrollo, el espacio poroso llega a ocuparse con aire. El subsuelo
generalmente se caracteriza por contener menos materia orgánica que el suelo
superficial. Un suelo orgánico como los humíferos o turbosos tienen un mayor
volumen ocupado por materia orgánica que por materia mineral.