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Propiedades físicas del suelo

Las propiedades físicas del suelo , en orden decreciente de importancia para los servicios ecosistémicos como la producción de cultivos , son textura , estructura , densidad aparente , porosidad , consistencia, temperatura, color y resistividad. [1] La textura del suelo está determinada por la proporción relativa de los tres tipos de partículas minerales del suelo, llamadas separaciones del suelo: arena , limo y arcilla . En la siguiente escala más grande, las estructuras del suelo llamadas peds o más comúnmente agregados del suelo se crean a partir de las separaciones del suelo cuando los óxidos de hierro , carbonatos , arcilla, sílice y humus , recubren las partículas y hacen que se adhieran en estructuras secundarias más grandes y relativamente estables. [2] La densidad aparente del suelo , cuando se determina en condiciones de humedad estandarizadas, es una estimación de la compactación del suelo . [3] La porosidad del suelo consiste en la parte vacía del volumen del suelo y está ocupada por gases o agua. La consistencia del suelo es la capacidad de los materiales del suelo para unirse. La temperatura y el color del suelo se definen por sí mismos. La resistividad se refiere a la resistencia a la conducción de corrientes eléctricas y afecta la velocidad de corrosión de las estructuras de metal y hormigón que están enterradas en el suelo. [4] Estas propiedades varían según la profundidad de un perfil de suelo, es decir, a través de los horizontes del suelo . La mayoría de estas propiedades determinan la aireación del suelo y la capacidad del agua de infiltrarse y permanecer dentro del suelo. [5]

Textura

Tipos de suelo según la composición de arcilla, limo y arena según lo utiliza el USDA
Suelo rico en hierro cerca de Paint Pots en el Parque Nacional Kootenay , Canadá

Los componentes minerales del suelo son arena , limo y arcilla , y sus proporciones relativas determinan la textura del suelo. Las propiedades que se ven influenciadas por la textura del suelo incluyen porosidad , permeabilidad , infiltración , tasa de contracción-expansión , capacidad de retención de agua y susceptibilidad a la erosión. En el triángulo de clasificación textural ilustrado del USDA, el único suelo en el que no predominan la arena, el limo ni la arcilla se llama marga . Si bien incluso la arena, el limo o la arcilla puros pueden considerarse un suelo, desde la perspectiva de la agricultura convencional, un suelo franco con una pequeña cantidad de material orgánico se considera "ideal", ya que actualmente se utilizan fertilizantes o estiércol para mitigar las pérdidas de nutrientes debido al rendimiento de los cultivos a largo plazo. [7] Los componentes minerales de un suelo franco pueden ser 40% arena, 40% limo y el resto 20% arcilla en peso. La textura del suelo afecta el comportamiento del suelo, en particular, su capacidad de retención de nutrientes (por ejemplo, capacidad de intercambio catiónico ) [8] y agua .

La arena y el limo son productos de la erosión física y química de la roca madre ; [9] la arcilla, por otro lado, es más a menudo el producto de la precipitación de la roca madre disuelta como un mineral secundario, excepto cuando se deriva de la erosión de la mica . [10] Es la relación entre el área superficial y el volumen ( área superficial específica ) de las partículas del suelo y las cargas eléctricas iónicas desequilibradas dentro de ellas lo que determina su papel en la fertilidad del suelo, medida por su capacidad de intercambio catiónico . [11] [12] La arena es la menos activa, ya que tiene la menor área superficial específica, seguida del limo; la arcilla es la más activa. El mayor beneficio de la arena para el suelo es que resiste la compactación y aumenta la porosidad del suelo, aunque esta propiedad solo se aplica a la arena pura, no a la arena mezclada con minerales más pequeños que llenan los huecos entre los granos de arena. [13] El limo es mineralógicamente como la arena, pero con su mayor área superficial específica es más activo química y físicamente que la arena. Pero es el contenido de arcilla del suelo, con su superficie específica muy alta y su número generalmente grande de cargas negativas, lo que le da al suelo su alta capacidad de retención de agua y nutrientes. [11] Los suelos arcillosos también resisten la erosión del viento y del agua mejor que los suelos limosos y arenosos, ya que las partículas se unen firmemente entre sí, [14] y eso con un fuerte efecto de mitigación de la materia orgánica. [15]

La arena es el componente mineral más estable del suelo; consiste en fragmentos de roca, principalmente partículas de cuarzo , cuyo tamaño varía de 2,0 a 0,05 mm (0,0787 a 0,0020 pulgadas) de diámetro. El limo varía en tamaño de 0,05 a 0,002 mm (0,001969 a 7,9 × 10 −5  pulgadas). La arcilla no se puede resolver con microscopios ópticos ya que sus partículas tienen 0,002 mm (7,9 × 10 −5  pulgadas) o menos de diámetro y un espesor de solo 10 angstroms (10 −10 m). [16] [17] En suelos de textura media, la arcilla a menudo se lava hacia abajo a través del perfil del suelo (un proceso llamado eluviación ) y se acumula en el subsuelo (un proceso llamado iluviación ). No existe una relación clara entre el tamaño de los componentes minerales del suelo y su naturaleza mineralógica: las partículas de arena y limo pueden ser tanto calcáreas como silíceas , [18] mientras que la arcilla textural (0,002 mm (7,9 × 10 −5  in)) puede estar formada por partículas de cuarzo muy finas así como por minerales secundarios multicapa. [19] Los componentes minerales del suelo que pertenecen a una clase textural dada pueden compartir propiedades vinculadas a su área de superficie específica (por ejemplo, retención de humedad ) pero no aquellas vinculadas a su composición química (por ejemplo, capacidad de intercambio catiónico ).

Los componentes del suelo de más de 2,0 mm (0,079 pulgadas) se clasifican como roca y grava y se eliminan antes de determinar los porcentajes de los componentes restantes y la clase de textura del suelo, pero se incluyen en el nombre. Por ejemplo, un suelo franco arenoso con un 20 % de grava se llamaría franco arenoso con grava.

Cuando el componente orgánico de un suelo es sustancial, se lo denomina suelo orgánico en lugar de suelo mineral. Un suelo se denomina orgánico si:

  1. La fracción mineral es 0% arcilla y la materia orgánica es 20% o más.
  2. La fracción mineral es de 0% a 50% de arcilla y la materia orgánica está entre 20% y 30%.
  3. La fracción mineral es 50% o más de arcilla y materia orgánica 30% o más. [20]

Estructura

La aglomeración de los componentes texturales del suelo de arena, limo y arcilla hace que se formen agregados y la asociación posterior de esos agregados en unidades más grandes crea estructuras de suelo llamadas peds (una contracción de la palabra pedolito ). La adhesión de los componentes texturales del suelo por sustancias orgánicas, óxidos de hierro, carbonatos, arcillas y sílice, la rotura de esos agregados por expansión-contracción causada por ciclos de congelación-descongelación y humectación-secado, [21] y la acumulación de agregados por animales del suelo, colonias microbianas y puntas de raíces [22] dan forma al suelo en formas geométricas distintivas. [23] [24] Los peds evolucionan en unidades que tienen varias formas, tamaños y grados de desarrollo. [25] Un terrón de suelo, sin embargo, no es un ped sino más bien una masa de suelo que resulta de la perturbación mecánica del suelo, como el cultivo . La estructura del suelo afecta la aireación , el movimiento del agua, la conducción del calor, el crecimiento de las raíces de las plantas y la resistencia a la erosión. [26] El agua, a su vez, tiene un fuerte efecto sobre la estructura del suelo, directamente a través de la disolución y precipitación de minerales, la destrucción mecánica de agregados ( apagado ) [27] e indirectamente al promover el crecimiento de plantas, animales y microbios.

La estructura del suelo suele dar pistas sobre su textura, contenido de materia orgánica, actividad biológica, evolución pasada del suelo, uso humano y las condiciones químicas y mineralógicas en las que se formó el suelo. Si bien la textura se define por el componente mineral de un suelo y es una propiedad innata del suelo que no cambia con las actividades agrícolas, la estructura del suelo puede mejorarse o destruirse mediante la elección y el momento de las prácticas agrícolas. [23]

Clases estructurales del suelo: [28]

  1. Tipos: Forma y disposición de los pedúnculos.
    1. Platy: Pedúnculos aplanados uno sobre otro de 1 a 10 mm de espesor. Se encuentran en el horizonte A de los suelos forestales y en la sedimentación de lagos.
    2. Prismáticos y columnares: los estratos prismáticos son largos en la dimensión vertical, de 10 a 100 mm de ancho. Los estratos prismáticos tienen la parte superior plana, mientras que los estratos columnares tienen la parte superior redondeada. Tienden a formarse en el horizonte B en suelos con alto contenido de sodio donde se ha acumulado arcilla.
    3. Angulares y subangulares: los bloques son cubos imperfectos, de 5 a 50 mm; los angulares tienen bordes afilados y los subangulares tienen bordes redondeados. Suelen formarse en el horizonte B, donde se ha acumulado arcilla, lo que indica una mala penetración del agua.
    4. Granular y miga: Pedazos esferoidales de poliedros, de 1 a 10 mm, que se encuentran a menudo en el horizonte A en presencia de material orgánico. Los Pedazos son más porosos y se consideran ideales.
  2. Clases: Tamaño de los peatones cuyos rangos dependen del tipo anterior
    1. Muy fino o muy delgado: <1 mm laminar y esférico; <5 mm en forma de bloques; <10 mm en forma de prisma.
    2. Fino o delgado: 1–2 mm laminar y esférico; 5–10 mm en forma de bloques; 10–20 mm en forma de prisma.
    3. Medio: 2–5 mm laminar, granular; 10–20 mm en bloques; 20–50 en forma de prisma.
    4. Grueso o grueso: 5–10 mm laminar, granular; 20–50 mm en bloques; 50–100 mm en forma de prisma.
    5. Muy grueso o muy espeso: >10 mm laminar, granular; >50 mm en bloques; >100 mm en forma de prisma.
  3. Grados: Es una medida del grado de desarrollo o cementación dentro de los peds que resulta en su fuerza y ​​estabilidad.
    1. Débil: La cementación débil permite que los estratos se deshagan en tres componentes texturales: arena, limo y arcilla.
    2. Moderado: Los agregados no se distinguen claramente en el suelo intacto, pero cuando se los retira se desintegran en agregados, algunos agregados rotos y poco material no agregado. Esto se considera ideal.
    3. Fuerte: Los peds se distinguen antes de ser retirados del perfil y no se separan fácilmente.
    4. Sin estructura: el suelo está completamente cementado en una gran masa, como losas de arcilla, o sin cementación alguna, como en el caso de la arena.

En la escala más grande, las fuerzas que dan forma a la estructura de un suelo resultan de la hinchazón y la contracción que inicialmente tienden a actuar horizontalmente, causando pedúnculos prismáticos orientados verticalmente. Este proceso mecánico se ejemplifica principalmente en el desarrollo de vertisoles . [29] El suelo arcilloso, debido a su tasa de secado diferencial con respecto a la superficie, inducirá grietas horizontales, reduciendo las columnas a pedúnculos en forma de bloques. [30] Las raíces, los roedores, los gusanos y los ciclos de congelación y descongelación rompen aún más los pedúnculos en pedúnculos más pequeños de forma más o menos esférica. [22]

A menor escala, las raíces de las plantas se extienden hacia los huecos ( macroporos ) y eliminan agua [31], lo que provoca que la macroporosidad aumente y la microporosidad disminuya, [32] lo que disminuye el tamaño de los agregados. [33] Al mismo tiempo, los pelos radiculares y las hifas de los hongos crean túneles microscópicos (microporos) que rompen los pedúnculos. [34] [35]

A una escala aún menor, la agregación del suelo continúa a medida que las bacterias y los hongos exudan polisacáridos pegajosos que unen el suelo en partículas más pequeñas. [36] La adición de la materia orgánica cruda de la que se alimentan las bacterias y los hongos fomenta la formación de esta estructura deseable del suelo. [37]

En la escala más baja, la química del suelo afecta la agregación o dispersión de partículas del suelo. Las partículas de arcilla contienen cationes polivalentes, como el aluminio , que dan a las caras de las capas de arcilla cargas negativas localizadas. [38] Al mismo tiempo, los bordes de las placas de arcilla tienen una ligera carga positiva, debido a la sorción de aluminio de la solución del suelo a los grupos hidroxilo expuestos , lo que permite que los bordes se adhieran a las cargas negativas en las caras de otras partículas de arcilla o floculen (formen grumos). [39] Por otro lado, cuando los iones monovalentes, como el sodio , invaden y desplazan a los cationes polivalentes ( reacción de desplazamiento simple ), debilitan las cargas positivas en los bordes, mientras que las cargas superficiales negativas se fortalecen relativamente. Esto deja una carga negativa en las caras de la arcilla que repelen otras arcillas, lo que hace que las partículas se separen y, al hacerlo, desfloculen las suspensiones de arcilla. [40] Como resultado, la arcilla se dispersa y se asienta en los huecos entre los peds, lo que hace que se cierren. De esta manera se destruye la estructura abierta del suelo y éste se vuelve impenetrable para el aire y el agua. [41] Este suelo sódico (también llamado suelo halino ) tiende a formar pedúnculos columnares cerca de la superficie. [42]

Densidad

La densidad de partículas del suelo es típicamente de 2,60 a 2,75 gramos por cm 3 y normalmente no cambia para un suelo determinado. [44] La densidad de partículas del suelo es menor para suelos con alto contenido de materia orgánica, [45] y es mayor para suelos con alto contenido de óxidos de hierro. [46] La densidad aparente del suelo es igual a la masa seca del suelo dividida por el volumen del suelo; es decir, incluye el espacio de aire y los materiales orgánicos del volumen del suelo. Por lo tanto, la densidad aparente del suelo es siempre menor que la densidad de partículas del suelo y es un buen indicador de la compactación del suelo. [47] La ​​densidad aparente del suelo de la marga cultivada es de aproximadamente 1,1 a 1,4 g/cm 3 (para comparación, el agua es 1,0 g/cm 3 ). [48] A diferencia de la densidad de partículas, la densidad aparente del suelo es muy variable para un suelo determinado, con una fuerte relación causal con la actividad biológica del suelo y las estrategias de gestión. [49] Sin embargo, se ha demostrado que, dependiendo de las especies y el tamaño de sus agregados (heces), las lombrices de tierra pueden aumentar o disminuir la densidad aparente del suelo. [50] Una densidad aparente menor por sí sola no indica idoneidad para el crecimiento de las plantas debido a la influencia confusa de la textura y la estructura del suelo. [51] Una densidad aparente alta es indicativa de compactación del suelo o de una mezcla de clases texturales del suelo en las que pequeñas partículas llenan los huecos entre las partículas más gruesas. [52] De ahí la correlación positiva entre la dimensión fractal del suelo, considerado como un medio poroso , y su densidad aparente, [53] que explica la mala conductividad hidráulica del suelo franco arcilloso limoso en ausencia de una estructura faunística. [54]

Porosidad

El espacio poroso es la parte del volumen del suelo que no está ocupada ni por materia mineral ni orgánica, sino que es un espacio abierto ocupado por gases o agua. En un suelo productivo de textura media, el espacio poroso total suele ser de alrededor del 50% del volumen del suelo. [55] El tamaño de los poros varía considerablemente; los poros más pequeños ( criptoporos ; <0,1 μm ) retienen el agua con demasiada fuerza para que la utilicen las raíces de las plantas; el agua disponible para las plantas se mantiene en ultramicroporos , microporos y mesoporos (0,1–75 μm ); y los macroporos (>75 μm ) generalmente están llenos de aire cuando el suelo está a capacidad de campo .

La textura del suelo determina el volumen total de los poros más pequeños; [56] los suelos arcillosos tienen poros más pequeños, pero más espacio poroso total que las arenas, [57] a pesar de una permeabilidad mucho menor . [58] La estructura del suelo tiene una fuerte influencia en los poros más grandes que afectan la aireación del suelo , la infiltración de agua y el drenaje . [59] La labranza tiene el beneficio a corto plazo de aumentar temporalmente el número de poros de mayor tamaño, pero estos pueden degradarse rápidamente por la destrucción de la agregación del suelo. [60]

La distribución del tamaño de los poros afecta la capacidad de las plantas y otros organismos para acceder al agua y al oxígeno; los poros grandes y continuos permiten la transmisión rápida de aire, agua y nutrientes disueltos a través del suelo, y los poros pequeños almacenan agua entre eventos de lluvia o riego. [61] La variación del tamaño de los poros también compartimenta el espacio poroso del suelo de tal manera que muchos organismos microbianos y faunísticos no compiten directamente entre sí, lo que puede explicar no solo la gran cantidad de especies presentes, sino también el hecho de que organismos funcionalmente redundantes (organismos con el mismo nicho ecológico) pueden coexistir dentro del mismo suelo. [62]

Consistencia

La consistencia es la capacidad del suelo para adherirse a sí mismo o a otros objetos ( cohesión y adhesión , respectivamente) y su capacidad para resistir la deformación y la ruptura. Es de uso aproximado para predecir problemas de cultivo [63] y la ingeniería de cimientos. [64] La consistencia se mide en tres condiciones de humedad: seco al aire, húmedo y mojado. [65] En esas condiciones, la calidad de la consistencia depende del contenido de arcilla. En el estado húmedo, se evalúan las dos cualidades de pegajosidad y plasticidad. La resistencia de un suelo a la fragmentación y al desmoronamiento se evalúa en estado seco frotando la muestra. Su resistencia a las fuerzas de corte se evalúa en estado húmedo mediante la presión del pulgar y los dedos. Además, la consistencia cementada depende de la cementación por sustancias distintas de la arcilla, como el carbonato de calcio , la sílice , los óxidos y las sales; el contenido de humedad tiene poco efecto en su evaluación. Las medidas de consistencia rayan en lo subjetivo en comparación con otras medidas como el pH, ya que emplean la sensación aparente del suelo en esos estados.

Los términos utilizados para describir la consistencia del suelo en tres estados de humedad y un último no afectado por la cantidad de humedad son los siguientes:

  1. Consistencia del suelo seco: suelto, blando, ligeramente duro, duro, muy duro, extremadamente duro
  2. Consistencia del suelo húmedo: suelto, muy friable, friable, firme, muy firme, extremadamente firme
  3. Consistencia del suelo húmedo: no pegajoso, ligeramente pegajoso, pegajoso, muy pegajoso; no plástico, ligeramente plástico, plástico, muy plástico
  4. Consistencia del suelo cementado: débilmente cementado, fuertemente cementado, endurecido (requiere golpes de martillo para romperlo) [66]

La consistencia del suelo es útil para estimar su capacidad para soportar edificios y carreteras. Antes de la construcción se suelen realizar mediciones más precisas de la resistencia del suelo. [67]

Temperatura

La temperatura del suelo depende de la relación entre la energía absorbida y la perdida. [68] El suelo tiene una temperatura media anual de -10 a 26 °C según los biomas . [69] La temperatura del suelo regula la germinación de las semillas , [70] la ruptura de la latencia de las semillas , [71] [72] el crecimiento de las plantas y las raíces [73] y la disponibilidad de nutrientes . [74] La temperatura del suelo tiene importantes variaciones estacionales, mensuales y diarias, siendo las fluctuaciones en la temperatura del suelo mucho menores a medida que aumenta la profundidad del suelo. [75] Un acolchado pesado (un tipo de cubierta del suelo) puede retardar el calentamiento del suelo en verano y, al mismo tiempo, reducir las fluctuaciones en la temperatura de la superficie. [76]

Con mayor frecuencia, las actividades agrícolas deben adaptarse a las temperaturas del suelo mediante:

  1. Maximizar la germinación y el crecimiento según el momento de la siembra (también determinado por el fotoperíodo ) [77]
  2. Optimización del uso de amoníaco anhidro mediante su aplicación al suelo a temperaturas inferiores a 10 °C (50 °F) [78]
  3. Prevenir que el levantamiento y el deshielo debido a las heladas dañen los cultivos de raíces poco profundas [79]
  4. Prevención de daños a la estructura deseable del suelo mediante la congelación de suelos saturados [80]
  5. Mejorar la absorción de fósforo por las plantas [81]

Las temperaturas del suelo se pueden aumentar mediante el secado de los suelos [82] o el uso de mantillos de plástico transparente. [83] Los mantillos orgánicos retardan el calentamiento del suelo. [76]

Hay varios factores que afectan la temperatura del suelo, como el contenido de agua, [84] el color del suelo, [85] y el relieve (pendiente, orientación y elevación), [86] y la cobertura del suelo (sombreado y aislamiento), además de la temperatura del aire. [87] El color de la cobertura del suelo y sus propiedades aislantes tienen una fuerte influencia en la temperatura del suelo. [88] El suelo más blanco tiende a tener un albedo más alto que la cobertura del suelo más negro, lo que fomenta que los suelos más blancos tengan temperaturas de suelo más bajas. [85] El calor específico del suelo es la energía necesaria para elevar la temperatura del suelo en 1 °C. El calor específico del suelo aumenta a medida que aumenta el contenido de agua, ya que la capacidad calorífica del agua es mayor que la del suelo seco. [89] El calor específico del agua pura es de ~ 1 caloría por gramo, el calor específico del suelo seco es de ~ 0,2 calorías por gramo, por lo tanto, el calor específico del suelo húmedo es de ~ 0,2 a 1 calorías por gramo (0,8 a 4,2 kJ por kilogramo). [90] Además, se requiere una enorme energía (~584 cal/g o 2442 kJ/kg a 25 °C) para evaporar el agua (lo que se conoce como calor de vaporización ). Por ello, el suelo húmedo suele calentarse más lentamente que el suelo seco: el suelo superficial húmedo suele ser entre 3 y 6 °C más frío que el suelo superficial seco. [91]

El flujo de calor del suelo se refiere a la velocidad a la que la energía térmica se desplaza a través del suelo en respuesta a una diferencia de temperatura entre dos puntos del suelo. La densidad del flujo de calor es la cantidad de energía que fluye a través del suelo por unidad de superficie por unidad de tiempo y tiene magnitud y dirección. Para el caso simple de conducción hacia dentro o hacia fuera del suelo en dirección vertical, que es el que se aplica con más frecuencia, la densidad del flujo de calor es:

En unidades del SI

es la densidad de flujo de calor, en el SI las unidades son W ·m −2
es la conductividad del suelo , W ·m −1 · K −1 . La conductividad térmica a veces es una constante, de lo contrario se utiliza un valor promedio de conductividad para la condición del suelo entre la superficie y el punto en profundidad.
es la diferencia de temperatura ( gradiente de temperatura ) entre los dos puntos del suelo entre los que se debe calcular la densidad del flujo de calor. En el SI las unidades son kelvin, K.
es la distancia entre los dos puntos dentro del suelo, en los que se miden las temperaturas y entre los cuales se calcula la densidad del flujo de calor. En el SI las unidades son metros m , y donde x se mide en positivo hacia abajo.

El flujo de calor se produce en dirección opuesta al gradiente de temperatura, de ahí el signo menos. Es decir, si la temperatura de la superficie es mayor que a la profundidad x, el signo negativo dará como resultado un valor positivo para el flujo de calor q, que se interpreta como el calor que se conduce hacia el suelo.

(Fuente [6] )

La temperatura del suelo es importante para la supervivencia y el crecimiento temprano de las plántulas . [92] Las temperaturas del suelo afectan el carácter anatómico y morfológico de los sistemas radiculares. [93] Todos los procesos físicos, químicos y biológicos en el suelo y las raíces se ven afectados en particular debido a las mayores viscosidades del agua y el protoplasma a bajas temperaturas. [94] En general, los climas que no impiden la supervivencia y el crecimiento de la picea blanca sobre el suelo son lo suficientemente benignos como para proporcionar temperaturas del suelo capaces de mantener los sistemas radiculares de la picea blanca. En algunas partes del noroeste de la zona de distribución, la picea blanca se encuentra en sitios de permafrost [95] y aunque las raíces jóvenes no lignificadas de las coníferas pueden tener poca resistencia a la congelación, [96] el sistema radicular de la picea blanca en contenedores no se vio afectado por la exposición a una temperatura de 5 a 20 °C. [97]

Las temperaturas óptimas para el crecimiento de las raíces de los árboles oscilan entre 10 °C y 25 °C en general [98] y para la picea en particular. [99] En plántulas de picea blanca de 2 semanas de edad que luego se cultivaron durante 6 semanas en el suelo a temperaturas de 15 °C, 19 °C, 23 °C, 27 °C y 31 °C; la altura de los brotes, el peso seco de los brotes, el diámetro del tallo, la penetración de las raíces, el volumen de las raíces y el peso seco de las raíces alcanzaron máximos a 19 °C. [100]

Sin embargo, mientras que se han encontrado fuertes relaciones positivas entre la temperatura del suelo (5 °C a 25 °C) y el crecimiento en el álamo temblón y el álamo balsámico , las especies de abeto blanco y otras han mostrado pocos o ningún cambio en el crecimiento con el aumento de la temperatura del suelo. [99] [101] [102] [103] [104] Tal insensibilidad a la baja temperatura del suelo puede ser común entre varias coníferas occidentales y boreales. [105]

Las temperaturas del suelo están aumentando en todo el mundo bajo la influencia del calentamiento climático global actual , con opiniones opuestas sobre los efectos esperados en la captura y almacenamiento de carbono y los ciclos de retroalimentación con el cambio climático [106]. La mayoría de las amenazas tienen que ver con el deshielo del permafrost y los efectos asociados en la reducción de las reservas de carbono [107] y el colapso del ecosistema . [108]

Color

El color del suelo es a menudo la primera impresión que uno tiene al observarlo. Los colores llamativos y los patrones contrastantes son especialmente notables. El río Rojo del Sur transporta sedimentos erosionados de extensos suelos rojizos como Port Silt Loam en Oklahoma. El río Amarillo en China transporta sedimentos amarillos de suelos de loess erosionados. Los molisoles en las Grandes Llanuras de América del Norte están oscurecidos y enriquecidos con materia orgánica. Los podsoles en los bosques boreales tienen capas muy contrastantes debido a la acidez y la lixiviación .

En general, el color está determinado por el contenido de materia orgánica, las condiciones de drenaje y el grado de oxidación. El color del suelo, aunque se puede discernir fácilmente, tiene poca utilidad para predecir las características del suelo. [109] Es útil para distinguir los límites de los horizontes dentro de un perfil de suelo, [110] determinar el origen del material parental de un suelo , [111] como una indicación de la humedad y las condiciones de anegamiento , [112] y como un medio cualitativo para medir el contenido orgánico, [113] de óxido de hierro [114] y arcilla de los suelos. [111] El color se registra en el sistema de color Munsell como, por ejemplo, 10YR3/4 Dusky Red , con 10YR como tono , 3 como valor y 4 como croma . Las dimensiones de color Munsell (tono, valor y croma) se pueden promediar entre muestras y tratar como parámetros cuantitativos, mostrando correlaciones significativas con varias propiedades del suelo [115] y la vegetación. [116]

El color del suelo está influenciado principalmente por la mineralogía del suelo. Muchos colores del suelo se deben a varios minerales de hierro. [114] El desarrollo y la distribución del color en un perfil de suelo son resultado de la meteorización química y biológica, especialmente las reacciones redox . [112] A medida que los minerales primarios en el material parental del suelo se meteorizan, los elementos se combinan en compuestos nuevos y coloridos . El hierro forma minerales secundarios de un color amarillo o rojo, [117] la materia orgánica se descompone en compuestos húmicos negros y marrones, [118] y el manganeso [119] y el azufre [120] pueden formar depósitos minerales negros. Estos pigmentos pueden producir varios patrones de color dentro de un suelo. Las condiciones aeróbicas producen cambios de color uniformes o graduales, mientras que los entornos reductores (anaeróbicos) dan como resultado un flujo de color rápido con patrones complejos y moteados y puntos de concentración de color. [121]

Resistividad

La resistividad del suelo es una medida de la capacidad del suelo para retardar la conducción de una corriente eléctrica . La resistividad eléctrica del suelo puede afectar la tasa de corrosión de las estructuras metálicas en contacto con el suelo. [122] Un mayor contenido de humedad o una mayor concentración de electrolitos pueden reducir la resistividad y aumentar la conductividad, aumentando así la tasa de corrosión. [123] [124] Los valores de resistividad del suelo suelen oscilar entre aproximadamente 1 y 100000  Ω ·m, siendo los valores extremos para suelos salinos y suelos secos superpuestos a rocas cristalinas, respectivamente. [125]

Véase también

Referencias

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