CAPTULO IV

PROPIEDADES DE LOS SUELOS

4.1 PROPIEDADES QUMICAS El estudio de las propiedades qumicas del suelo involucra la cuantificacin y el anlisis de elementos y de compuestos inorgnicos y orgnicos. La informacin de estos fenmenos de carcter qumico tiene aplicacin en varios de los aspectos relacionados con un estudio de suelos, como: gnesis, taxonoma y evaluacin de la fertilidad. Los resultados de los anlisis qumicos de los suelos estudiados, realizados segn los mtodos establecidos para tal fin (IGAC, 1979, 1990) se presentan en la Tabla 13 (Anexo). La discusin de los diferentes parmetros se presenta por paisajes geomorfolgicos, se describen, en cada caso, las caractersticas ms sobresalientes de los suelos dominantes en ellos. 4.1.1 Reaccin del suelo y aluminio de cambio La reaccin del suelo hace referencia a su grado de acidez o basicidad. Esta propiedad influye tanto en las propiedades qumicas como en las fsicas del suelo. En este estudio los resultados indican que los horizontes superficiales de los suelos, tienen una reaccin muy variable: extremadamente cida, pH menor de 4.5, (suelos Alic Hapludands de la unidad MKC en clima fro hmedo), ligeramente alcalina, pH 7.4 y 7.8, (suelos Vertic Ustropepts de la unidad PWC) y hasta fuertemente alcalina, pH 8.5 y 9.0, (suelo Typic Ustorthents de la unidad PWH). Los valores de pH en los horizontes inferiores son en general similares a los de los horizontes superficiales; sin embargo, algunos suelos tienen tendencia a aumentar el pH a medida que se profundiza en el perfil,

lo que puede indicar lixiviacin de las bases de los horizontes superiores. En los suelos con valores de pH menores de 5.5, la saturacin de aluminio (SAl%), calculada con base en la capacidad catinica de cambio efectiva CICE, est generalmente por debajo de 60%; sin embargo, se exceptan varios suelos como por ejemplo los Alic Hapludands de la unidad MKC, Typic Hapludands de la unidad MQL y los Typic Troporthents de la unidad MQM; la saturacin de aluminio por encima de 60% es lo suficientemente alta para producir toxicidad en la mayora de los cultivos; para reducirla a niveles no txicos se recomienda aplicar, en general, una tonelada de cal agrcola por cada miliequivalente de aluminio que se quiera neutralizar o recurrir a las experiencias de los centros de investigacin del departamento. Se puede generalizar que los suelos cidos con o sin problemas de aluminio se encuentran en un alto porcentaje en el paisaje de montaa; mientras que los de reaccin ligeramente cida, neutra o alcalina se ubican en los paisajes de piedemonte y valle. Esta distribucin de los suelos est muy relacionada con las caractersticas climticas y del material parental, ya que los suelos cidos se encuentran en las provincias hmedas y muy hmedas de la regin, y los altos niveles de aluminio estn en los suelos desarrollados sobre cenizas volcnicas, mientras que los ligeramente cidos, neutros y alcalinos, en las provincias secas. En los climas hmedos y muy hmedos se acenta el proceso de acidificacin por el lavado de las bases, mientras que en los climas secos ocurre todo lo contrario: disminuye el lavado y se incrementan los cationes alcalinos y alcalino-trreos.

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4.1.2 Capacidad de intercambio de cationes La fase slida del suelo, en especial la correspondiente a la fraccin coloidal, contiene materiales que poseen sitios con cargas negativas, las cuales atraen cationes. Estos pueden ser sustituidos por los cationes de la solucin del suelo, alrededor de las partculas y se denominan intercambiables. En la Tabla 13 (Anexo), se consignan los valores de la capacidad catinica de cambio, (determinada con acetato de amonio 1N pH:7 CICA); los de la capacidad catinica de cambio efectiva (CICE obtenida por la suma de los cationes: Ca, Mg, K, y Na extrados con acetato de amonio 1N pH: 7 y aluminio de cambio, extrado con KCl no buffer, el cual se considera como una medida real de la carga permanente de la arcilla), y los de la capacidad catinica de cambio dependiente del pH (CICV, hallada por la diferencia entre la capacidad catinica de cambio determinada con acetato de amonio CICA y la capacidad catinica de cambio efectiva CICE). La CICA y la CICE son indispensables entre otros para el diagnstico de los endopedones, por ejemplo, valores de CICA menores o iguales a 16 y valores CICE menores o iguales a 12 meq/100 g de arcilla, caracterizan el horizonte xico y lo diferencian del horizonte cmbico. La capacidad de intercambio catinico determinada con acetato de amonio 1N pH:7 (CICA,) presenta los valores ms altos en los horizontes superiores, debido especialmente a la presencia de mayor porcentaje de materia orgnica. Las cifras oscilan, en general, entre 4.5 y 61.5 meq/100g. Por su parte, los horizontes subsuperficiales presentan valores mayores o menores que los de horizontes superiores, dependiendo en gran medida de las caractersticas de la fraccin arcilla, especialmente en su porcentaje y tipo de minerales que la constituyen. Tomando como lmite 20 meq/100g, para la calificacin de suelos con CICA baja y alta, se encuentra que suelos con cifras por

debajo de tal valor, son comunes en los suelos del paisaje de montaa, de los climas medio y clido hmedos y en los relieves de abanico y terraza del clima clido seco. De otra parte, suelos con valores de CICA superior a 20 meq/100g, son corrientes en los suelos del paisaje montaoso, de los climas fro y muy fro hmedos, debido principalmente a la abundancia de materia orgnica en estos suelos. En los suelos del orden Andisol es interesante resaltar que presentan valores ascendentes de la CICA, a medida que es mayor el incremento de la alofana que se caracteriza por presentar un nmero grande de cargas negativas (entre 80 y 100 meq por 100 g del material). En lo que respecta a las capacidades de intercambio catinica efectiva (CICE) y variable (CICV), es importante mencionar que la primera refleja el componente de cargas negativas permanentes y que son tpicas de arcillas de relacin 2:1, como la montmorillonita y la vermiculita principalmente; mientras que la segunda representa el componente de cargas negativas dependientes del pH, por lo que su valor aumenta progresivamente en la medida que asciende el pH en el suelo. Este tipo de carga es caracterstico de la materia orgnica y la alofana; de lo anterior se deduce que el predominio de una de ellas, est estrechamente ligada con la naturaleza mineralgica de la fraccin arcilla y con el contenido de materia orgnica del suelo. En los suelos del departamento, los valores de la CICE de los horizontes orgnicos sobrepasan significativamente los de la CICV, en medios edficos ubicados en los paisajes de piedemonte y valle, que se enmarcan en el clima seco; lo contrario ocurre en los del paisaje montaoso de las provincias hmedas y cuyo material parental es la ceniza volcnica. 4.1.3 Bases intercambiables y saturacin de bases Las bases de cambio (Ca, Mg, Na, y K) y su saturacin en relacin con la capacidad de intercambio catinico, estn estrechamente

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relacionadas con el grado evolutivo del suelo, la naturaleza del material parental y el grado de lavado. En los suelos estudiados, el factor ms importante en el comportamiento de las bases, es el grado de lixiviacin a travs del perfil, lo cual est asociado con las condiciones climticas imperantes. Los suelos ubicados en los climas hmedos se caracterizan por bajos valores de bases de cambio y de saturacin. Situacin diferente se presenta en los suelos ubicados en los climas secos, en donde los contenidos de bases de cambio y los porcentajes de saturacin del complejo presentan valores altos. En general las bases de cambio decrecen en el siguiente orden Ca>Mg>K>Na; sin embargo, en algunos suelos del paisaje de valle, el sodio alcanza niveles altos que promueven la ocurrencia de propiedades fsicas y qumicas desfavorables (Sodic Haplusterts de la unidad cartogrfica VWB, de las terrazas del ro Magdalena). Con respecto al potasio, se encuentra que en un alto porcentaje de los suelos, de los paisajes de piedemonte y valle, su contenido supera el valor crtico de 0.3 me/100 g, especialmente en los horizontes superiores. Por el contrario en el paisaje de montaa, el porcentaje de suelos que presentan valores de potasio por encima de dicho nivel es reducido; por lo tanto en estos suelos es indispensable considerar la necesidad de aplicaciones de este elemento, cuando se utilicen en actividades agropecuarias y forestales. 4.1.4 Carbn orgnico Los tejidos vegetales y animales en el suelo son descompuestos por la actividad biolgica; la materia orgnica se mineraliza liberando elementos que van a enriquecer la solucin del suelo y a servir de alimento a las plantas. Mediante el proceso de humificacin se sintetizan sustancias coloidales orgnicas (humus), que al asociarse con algunas arcillas originan complejos organo-minerales que tienen efectos importantes y positivos en las propiedades qumicas y fsicas del suelo.

Debido a que el carbono es el elemento bsico de las grandes molculas orgnicas, su cuantificacin permite hacer inferencias acerca de las propiedades fsico-qumicas del suelo que tienen que ver con la presencia de materia orgnica. En el departamento de Tolima los contenidos de carbn orgnico, en los suelos de montaa, varan para los horizontes A, entre 0.4% (suelo Typic Troporthents de la unidad MKE) y 38.61% (suelo Typic Cryaquents de la unidad MDA). En la mayora de stos, los contenidos disminuyen regularmente con la profundidad del perfil; con excepcin de los suelos de cenizas volcnicas, los cuales, en general presentan contenidos altos de carbono en los horizontes intermedios del perfil. El contenido de carbn en los suelos de colinas, piedemonte, valle y vallecitos, oscila entre 0.27% (suelo Lithic Ustorthents de la unidad PWB) y 1.86% (Fluventic Dystropepts de la unidad PWE) . Los valores de carbn orgnico se pueden relacionar con los del nitrgeno; ambos contribuyen a calificar la fertilidad del suelo desde el punto de vista qumico junto con los dems macroelementos y microelementos esenciales. Muchos factores intervienen en la mineralizacin del nitrgeno, por ejemplo, la cantidad y clase de materia orgnica, el estado de los nutrientes, el pH, el contenido de humedad, la temperatura y el fsforo aprovechable. En los suelos con contenido de carbn inferior a 2% y superior a 10%, el suministro de nitrgeno aprovechable es deficiente debido, en el primer caso, a la falta de sustrato para la mineralizacin y en el segundo, a su acumulacin asociada, y en el caso de los Andisoles, a la formacin de complejos muy estables de alofana y humus, los cuales son muy resistentes a la descomposicin microbiana. 4.1.5 Fsforo aprovechable La disponibilidad del fsforo est determinada por varios factores variables e importantes: la solubilidad, que depende del pH y de la

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concentracin de otros iones; la cantidad de agua presente en el suelo y la distancia que el ion fosfato debe recorrer para alcanzar la raz. De estas variables depende la retencin o fijacin fosfrica tan comn en los andisoles. Los resultados del anlisis de fsforo disponible, determinado mediante el mtodo Bray II, aparecen en la Tabla 13 (Anexo). Los suelos del departamento del Tolima se caracterizan por ser deficientes en fsforo, ya que en el paisaje montaoso cerca del 95% de los perfiles estudiados, presentan contenidos muy por debajo del nivel crtico de 30 ppm, especialmente en los horizontes superficiales. En los suelos de paisaje de piedemonte y valle los valores del fsforo estn por encima del nivel crtico. La deficiencia de este elemento en los suelos estudiados se debe principalmente a la pobreza en los materiales parentales y especialmente a la abundancia de alofana que fija el elemento, inmovilizndolo. Por tal circunstancia, para la ptima produccin de los cultivos es necesaria la aplicacin de fsforo. 4.1.6 Salinidad La presencia de sales en los suelos, en cantidades excesivas, origina problemas de naturaleza fsica y qumica, que inciden desfavorablemente en el crecimiento y produccin de las plantas cultivadas, dependiendo de la cantidad y tipo de cationes o aniones predominantes. Ello puede conducir a generar deficiencia de la mayora de elementos menores que se insolubilizan al incrementarse el pH. Fsicamente se puede afectar la economa del agua, ya que al incrementarse las sales se aumenta el potencial osmtico del suelo, afectando la absorcin, tanto de ella como de elementos solubles, por parte de las races. Concentraciones altas del sodio en forma de carbonatos, generan procesos de dispersin de arcillas, que pueden conducir a un sellamiento de la porosidad y, en

consecuencia, a disminuir el flujo del agua en los suelos. En el rea de estudio los problemas relacionados con sales se presentan en algunos sectores del clima clido seco. Los suelos afectados por sales y/o sodio son: los Typic Natrustalfs de la unidad PWH, que presenta problemas de sodio entre los 12 y 82 cm; los Vertic Ustropepts de la unidad VWB, con contenidos de sodio relativamente altos, a partir de los 33 centmetros de profundidad y los Sodic Haplusterts de la unidad VWB, que tiene problemas de sales y de sodio a partir de los 15 cm; todos ellos requieren prcticas de manejo especiales para poderse cultivar eficientemente. 4.2 PROPIEDADES MINERALGICAS

El conocimiento de la composicin mineralgica (de las fracciones arena, limo y arcilla) del suelo es indispensable para aclarar y comprender su dinmica, en relacin con el grado de intemperismo y la etapa evolutiva en que se encuentra el suelo, y evaluar sus propiedades fsicas y qumicas actuales y potenciales. La fraccin mineral del suelo est compuesta por partculas slidas de diferentes tamao, forma, origen, composicin qumica y naturaleza mineralgica, que determinan rasgos variables en su morfologa y definen las tendencias del suelo en su actividad productiva. Las partculas gruesas (arenas) conforman el esqueleto del suelo y a su alrededor se aglomeran las de menor tamao (arcillas) para originar agregados cuya estabilidad depender finalmente del tipo y calidad de los agentes cementantes. En las arenas y en los limos, dependiendo de su naturaleza mineralgica, se encuentra la reserva de nutrientes que el suelo suministra a las plantas. La fraccin fina, por otra parte, transmite al suelo cualidades que dependen del tipo de minerales arcillosos dominantes. De la arcilla depende el poder del suelo para desarrollar reacciones fsico-qumicas, que determinan

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su capacidad para incrementar el crecimiento de las plantas en condiciones naturales. En este aparte del captulo se presentan los resultados y discusiones derivadas del estudio mineralgico de las fracciones arena y arcilla de 26 suelos del departamento de Tolima, considerados como los de mayor importancia por la extensin que ocupan y porque representan los diversos climas, materiales parentales y geoformas. 4.2.1 Mineraloga de arenas A pesar de que en el departamento se encuentran muy variados tipos de roca, la mayor parte de los suelos se han desarrollado a partir de materiales piroclsticos de naturaleza andestica debido a que gran parte del paisaje de montaa ha sido recubierto por cenizas volcnicas, especialmente en la cordillera Central. El anlisis mineralgico de la fraccin arena Tabla 14 (Anexo) indica una mineraloga de gama amplia pero muy uniforme; las especies minerales varan de un taxn a otro y en especial con la profundidad. Estos suelos son ricos en minerales de fcil alteracin como los feldespatos, los anfiboles y los piroxenos. El contenido de feldespatos est cercano al 50%, los anfiboles siguen en importancia, con aproximadamente 30% especialmente en los horizontes superficiales; la hornblenda verde y la parda son las variedades dominantes. La biotita y la epidota son otros minerales de fcil alteracin que se encuentran en estos suelos; el primero alcanza contenidos elevados en los suelos derivados de rocas gneas intrusivas y el segundo en los originados a partir de rocas metamrficas. La muscovita o mica potsica se encuentra en algunos suelos desarrollados de rocas gneas intrusivas y tambin de esquistos, pero sus contenidos son generalmente bajos. El vidrio volcnico aparece nicamente en los suelos derivados de cenizas volcnicas o contaminados por stas; en algunos alcanza contenidos altos. Es de anotar que en estos medios edficos un elevado porcentaje de

feldespatos, anfiboles, piroxenos y minerales opacos aparecen recubiertos por vidrio volcnico a manera de rebordes magmticos, circustancia que les da cierta resistencia a la alteracin. A medida que el clima es ms clido, se nota una disminucin gradual del vidrio volcnico como consecuencia del incremento en los procesos de alteracin que lo afectan drsticamente. El cuarzo, mineral resistente a los procesos qumicos de alteracin, se encuentra en cantidades muy bajas en los suelos derivados de cenizas volcnicas y aumenta a medida que disminuye la influencia de los piroclastos, hasta alcanzar cifras mayores en los suelos desarrollados a partir de otras rocas. El circn y la turmalina estn en cantidades bajas y ocurren preferencialmente en los suelos desarrollados de rocas cristalinas; estos dos minerales se caracterizan por su resistencia a los procesos de intemperismo; sin embargo, la turmalina se considera la nica fuente primaria de boro en los suelos, al deteriorase la estructura del mineral. En todos los suelos se encuentran bajos contenidos de minerales opacos como hematita y magnetita principalmente; su distribucin es muy irregular tanto en el rea, como al interior de los perfiles. Los fitolitos se encuentran en los horizontes superficiales de varios suelos; estos mineraloides estn constituidos por slice amorfa, cuyo origen radica en el metabolismo de ciertas gramneas, que utilizan la slice coloidal del medio edfico para darle consistencia a los tallos a travs de un proceso combinado de precipitacin y solidificacin. A juzgar por la composicin mineralgica de las arenas en los suelos analizados, se puede decir que stos presentan una fertilidad natural alta ya que poseen una reserva grande de minerales de fcil alteracin, que al evolucionar ceden los elementos necesarios para las plantas.

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En los paisajes de piedemonte y valle del piso clido, se presentan sedimentos heteromtricos recientes de constitucin mineralgica ntimamente relacionada con la del material geolgico presente en el paisaje de montaa en donde se originan. Un aspecto importante a tener en cuenta es el clima poco hmedo, lo que incide directamente en la alteracin y sntesis de los minerales en estos suelos. Para estudiar la composicin mineralgica general de los suelos de estos paisajes, se escogieron 7 perfiles considerados como los ms representativos de las distintas geoformas. La composicin mineralgica de la fraccin arena aparece en la Tabla 14 (Anexo). Segn los resultados, los feldespatos, a excepcin del perfil TS-35 (unidad PWE), son los minerales abundantes, con contenidos entre 20 y 60%. El cuarzo est presente en cantidades elevadas, y solo en los suelos Typic Tropaquepts (Perfil G-3), unidad cartogrfica PWJ y Typic Ustifluvents (perfil G-10), unidad cartogrfica PWL, los contenidos se reportan apenas como trazas. En general, los granos de cuarzo presentan formas irregulares, de bordes subangulares, lo cual constituye evidencia de la accin de procesos abrasivos, originados en la dinmica fluvial en estas reas. Corrientemente, muchos granos de feldespatos, anfiboles y piroxenos aparecen recubiertos por cutculas de vidrio volcnico, parcialmente intemperizado, que ponen de presente la influencia de materiales piroclsticos en su gnesis. El circonio y los fitolitos se encuentran en muy bajo contenido y por el contrario los minerales opacos y los granos alterados parecen abundar en estos suelos; los opacos son principalmente magnetita y hematita, los cuales se manifiestan en mayores porcentajes en los abanicos; los granos alterados son minerales muy intemperizados y alcanzan cantidades sobresalientes Tabla 14 (Anexo) 4.2.2 Mineraloga de arcillas La composicin mineralgica de la fraccin arcilla de los suelos, Tabla 11 (Anexo),

presenta una gama variada; en la Figura 38 del anexo se muestran los difractogramas de los minerales de arcilla presentes en el suelo Typic Ustorthents (perfil PT-15), de la unidad cartogrfica MWE, suelo muy frecuente y representativo de este paisaje de montaa. En los difractogramas se identifican los minerales as: caolinita por picos de difraccin a 7.1 y 3.57, que al calentar la muestra a 550C desaparecen; micas por picos de difraccin permanentes a 10; cuarzo por picos de difraccin a 3,33; motmorillonita por picos de difraccin a 14, que al tratarse con glicol se desplazan a 19; minerales intergrados 2:1-2:2 por difraccin a 14 , que se desplaza a 10 cuando la muestra se calienta a 550C y minerales interestratificados por picos de difraccin entre 20 y 30. Figura 38 del anexo. La alofana es un componente principal (50%) de los suelos derivados de cenizas volcnicas, mientras que en los suelos apenas contaminados de cenizas, es menos evidente este material amorfo (menos de 30%). En los suelos contaminados o no de cenizas volcnicas, los minerales ms importantes son la caolinita y los intergrados 2:1-2:2. La caolinita presenta contenidos que en algunos casos llegan al 50%. La montmorillonita y la vermiculita, dos minerales arcillosos de importancia edfica, se encuentran, el primero en cantidades cercanas al 15% (suelos, Typic Dystropepts, perfil PTS-23) unidad cartogrfica MQI y al 30% (suelos Typic Dystropepts, perfil T-18) de la unidad cartogrfica MVC; el segundo (vermiculita) se presenta en cantidades cercanas al 30% y 15% suelos Typic Eutropepts, (perfil PTC-6) y Vertic Ustropepts (perfil T-11N) respectivamente. Los minerales interestratificados, la clorita, la cristobalita y la gibsita, estn en cantidades muy bajas; la presencia de los minerales interestratificados ocurre en todos los suelos; los restantes slo se encuentran espordicamente.

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Se puede inferir en relacin con su gnesis, que los constituyentes de la fraccin arena, (cuarzo, amfboles, y cristobalita), son heredados de los materiales parentales, mientras que los restantes son resultantes tpicos de los procesos de neoformacin. Segn la composicin mineralgica de la fraccin arena de los suelos de montaa, se puede argumentar que presentan una fertilidad potencial alta, dado que poseen una reserva grande de minerales de fcil alteracin, los cuales ceden paulatinamente los elementos indispensables para el crecimiento vegetal. La fertilidad actual puede resultar condicionada por la naturaleza de la fraccin arcilla, tambin por los materiales amorfos en los suelos derivados de piroclastos, y por las especies cristalinas en los suelos contaminados por cenizas volcnicas. En la Figura 39 (Anexo), se presentan los diagramas de difraccin de arcillas del suelo Vertic Haplustalfs (perfil T-11N); al igual que se coment en el caso de los suelos de montaa, los minerales fueron identificados por sus picos de difraccin caractersticos de sus espaciamientos basales. En general, la mineraloga de arcillas de estos suelos es variada, tanto en especies como en contenido; la montmorillonita es uno de los minerales que ms se manifiesta en la mayora de los suelos, con contenidos entre 5% y 50%. Tabla 15.(Anexo). En casi todos los suelos se encuentran micas, en cantidades que en promedio alcanzan hasta el 15%. Los materiales amorfos estn en algunos suelos en cantidades de 50% aproximadamente. La vermiculita aparece principalmente en los suelos de los abanicos, con porcentajes hasta del 30%; la caolinita es frecuente en los horizontes superficiales, con contenidos hasta del 50% y mayores en algunos casos. Por las condiciones edficas de saturacin de bases elevada y de pH neutro, se puede pensar que los nicos minerales sintetizados durante la pedognesis son la montmorillonita, la vermiculita y los

interestratificados; los restantes minerales son heredados del material parental. La fertilidad actual de estos suelos es moderada y se puede considerar que su fertilidad potencial es alta. El uso y el manejo estn limitados por el relieve, la escasa profundidad radicular y la falta de agua para las plantas 4.3 PROPIEDADES FSICAS El suelo es la resultante de numerosas interrelaciones dinmicas, entre los componentes orgnicos y los inorgnicos, de cuya integracin se deriva este cuerpo natural, cuya funcin ms sobresaliente es la de construir el medio para el desarrollo de los plantas. El comportamiento mecnico de la fase slida determina las propiedades fsicas del suelo, las cuales en asociacin con las caractersticas qumicas, generan su habilidad para producir un medio adecuado para el crecimiento y desarrollo de las plantas. El objetivo de esta parte del captulo es presentar, en forma general, las diferentes propiedades fsicas de los suelos responsables de las relaciones suelo, agua y planta. La discusin se fundamenta principalmente en las caractersticas fsicas observadas en el campo al momento de describir los perfiles, como son: la textura, la estructura, el color, la consistencia, el drenaje y la porosidad. 4.3.1 Color El color es una caracterstica fsica que permite evaluar el drenaje, el contenido de materia orgnica, la fertilidad, grado de evolucin, y adems, constituye un parmetro para la clasificacin de los suelos. En los suelos estudiados los colores negros y pardo grisceo oscuros estn muy relacionados con altos contenidos de materia orgnica, con las condiciones climticas hmedas y con las bajas temperaturas que condicionan la descomposicin lenta de la

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materia orgnica. En los climas muy fro y muy hmedo y fro hmedo y en el paisaje de montaa en donde se forman horizontes espesos, ricos en materia orgnica, los colores son oscuros hasta una profundidad de 80 cm o ms. Cuando las cenizas volcnicas muestran mayor alteracin, con mayor liberacin de xidos de hierro y evolucin de los materiales amorfos, los suelos toman un color pardo fuerte a pardo amarillento muy caracterstico de los andisoles. Las arenas y cenizas volcnicas poco alteradas en las reas de mayor altitud, cuando no estn mezcladas con la materia orgnica, presentan diferentes tonos dentro de los colores gris y oliva. Cuando los suelos se originan de materiales gneos o metamrficos presentan colores claros; a medida que las rocas muestran mayor grado de alteracin los colores de los suelos pueden alcanzar tonalidades rojizas. En los paisajes de piedemonte, lomero y valle, los colores gris y oliva de algunos suelos, estn relacionados con el color de los materiales parentales y no son el resultado de fenmenos de reduccin. En algunos suelos, especialmente los ubicados en reas de relieve plano, los colores grises son indicativos de un drenaje deficiente como ocurre en los suelos Typic Tropaquepts (perfil G-3) de la unidad PWJ. Los suelos de colores oscuros del paisaje de montaa, absorben mayor cantidad de calor que los suelos ms claros; esta caracterstica es muy importante en zonas donde es necesario la preparacin temprana de los suelos para el cultivo, no obstante, esta mayor cantidad de energa repercute en una mayor tendencia a la evapotraspiracin. 4.3.2 Textura Esta propiedad expresa la proporcin relativa de arenas, limo y arcilla en el suelo. Hay una estrecha relacin entre el tamao de las partculas y la mayora de las propiedades fsicas. A la textura se la puede relacionar con la retencin de humedad, la permeabilidad, la relacin aire-agua y con el

suministro de nutrientes y el abastecimiento de agua. Es necesario aclarar que, algunas texturas de laboratorio por el mtodo de Bouyoucos, reportadas para los suelos derivados de cenizas volcnicas no concuerdan con las apreciadas al tacto en el campo, (Tabla 13 (Anexo) debido a la tendencia que tiene el material amorfo a flocularse alrededor de las partculas de limo impidiendo la cada libre y alterando notablemente el resultado del anlisis granulomtrico. En la Figura 40 (Anexo), se muestra la distribucin de las partculas por tamao en el suelo analizado por el mtodo de la pipeta de los suelos Typic Hapludands, (perfil T-5) de la unidad MQL; en los primeros horizontes predominan las texturas franco arenosas y en profundidad el mayor contenido de partculas es del tamao del limo, distribucin que puede ocasionar un taponamiento de los poros y una mala circulacin de agua y aire en los suelos. En las zonas de pramo se encuentran suelos con altos contenidos de arenas de origen volcnico ( unidades MDA, MGA, MGB, MGC Y MGD), lo mismo que en algunos suelos de clima fro, en donde se tienen porcentajes mayores de 70% de arena, originados de cenizas volcnicas. Los suelos derivados de materiales metamrficos e gneos presentan porcentajes bajos de arena. En la zona de piso trmico medio las arenas son ms finas que en los suelos de piso trmico fro desarrollados a partir de cenizas volcnicas. En el piso clido, los mayores porcentajes de arena estn en los suelos de la unidad MWB del paisaje de montaa, derivados de granodioritas. Los suelos desarrollados sobre rocas metamrficas en este mismo paisaje de piso clido, presentan mayores porcentajes de arcilla y limo que de arena. En general los suelos de colinas, lomeros, piedemonte y valle, en clima clido seco (unidades MWJ, MWI, LWA, PWE, VWA, VWB Y VWC), son de texturas muy variadas debido principalmente a la heterogeneidad de

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los materiales de origen (rocas sedimentarias), aluviones y coluvios. Es frecuente la presencia de horizontes gravillosos y pedregosos, lo mismo que de horizontes cementados, que impiden la penetracin normal de las races y causan problemas de circulacin de agua y de aireacin. 4.3.3 Estructura La estructura se refiere a la forma como los agregados, se asocian, por agrupacin de las partculas individuales de arenas, limos y arcillas. La estructura de los suelos est en funcin del contenido de materia orgnica del tipo de materiales minerales, del tamao y proporcin de las partculas, de los agentes cementantes y de las condiciones de humedad del suelo. En los horizontes superiores de los suelos de los pisos medio, muy fro y pramo, desarrollado de materiales con influencias de cenizas volcnicas y de altos contenidos de materia orgnica, se presenta estructura en bloques subangulares medios a gruesos, moderada a dbilmente desarrollada; los horizontes inferiores, pobres en materia orgnica no presentan estructura, con algunas excepciones. En los paisajes de montaa y lomero en el piso clido, los suelos en general tienen un pobre desarrollo de estructura debido a los bajos porcentajes de materia orgnica, a su poca evolucin y a la presencia de la roca muy cerca de la superficie, como ocurre en los suelos Lithic Troporthents (perfil T-16) de la unidad cartogrfica MVA y Typic Ustorthents (perfil A-45) de la unidad LWA, ejemplos tpicos. La presencia de horizontes cementados cerca de la superficie y de capas con altos contenidos de gravilla, cascajo y piedra, en los suelos de abanicos, hace que el desarrollo de la estructura sea muy incipiente, como en el caso del suelo Typic Ustropepts (perfil TA-7) de la unidad cartogrfica PWG. En las terrazas se encuentran suelos con estructura blocosa subangular moderada a fuertemente desarrollada, debido a la

presencia de arcillas tipo 2:1, a la alta saturacin de calcio y al contenido de humus en los horizontes superiores (suelos Entic Haplustolls, unidad PWI ) En algunos suelos el uso de maquinaria pesada ha causado deterioro en la estructura de los horizontes superficiales, en estos casos se presentan horizontes masivos (unidad PJW) compactados, de alta densidad aparente y baja porosidad. Estas condiciones modifican el movimiento del agua del suelo y merman su productividad. 4.3.4 Consistencia Esta propiedad es la manifestacin de las fuerzas de cohesin y adhesin que obran en el suelo a diferentes constantes de humedad. Debido a la influencia que ejerce el agua sobre el suelo, su consistencia debe expresarse en funcin del contenido de aquella; se presentarn as, clases de consistencia en seco, hmedo y mojado. En las zonas de pramo cuando los porcentajes de arenas son muy altos y los de materia orgnica bajos, la consistencia en hmedo es suelta; cuando aumentan los contenidos de materia orgnica, la consistencia en hmedo es friable. En el paisaje de montaa de los pisos fro y medio, los suelos derivados de cenizas volcnicas presentan consistencia en hmedo friable y en mojado ligeramente pegajosa y ligeramente plstica, en parte debido a los materiales amorfos. Los suelos Typic Eutropepts (perfil PTS-20) de la unidad MQN y Aeric Tropaquepts (perfil BT-82) de la unidad MQO del piso medio, originados de arcillolitas y sedimentos coluvio-aluviales, presentan una consistencia en hmedo friable, y tienen mayor pegajosidad y plasticidad que los suelos derivados de cenizas volcnicas. En los paisajes de montaa y piedemonte de clima clido seco se presentan suelos de consistencia friable, ligeramente pegajosa y ligeramente plstica, debido a que muestran

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en sus anlisis granulomtricos, medios a altos porcentajes de arena, lo cual hace disminuir el grado de plasticidad y pegajosidad. En el clima clido seco los suelos de las diferentes formas de abanicos presentan consistencia friable y son ligeramente plsticos y ligeramente pegajosos, en los horizontes superficiales (suelos Entic Haplustolls (perfil S-5) de la unidad PWI y Fluventic Ustropepts (perfil PA-7) de la unidad PWF). En los vallecitos, terrazas y vegas los suelos muestran diferentes clases de consistencia, debido a que, tambin, texturalmente son muy variados. 4.3.5 Estabilidad estructural Los mecanismos implicados en la formacin de agregados estables son de origen biolgico, qumico y fsico y adems, se relacionan con las condiciones ambientales. En los suelos estudiados Tabla 16 (Anexo), la estabilidad de los agregados es alta, especialmente en los suelos de montaa donde la materia orgnica forma con el material mineral estructuras fuertes en los horizontes superficiales. Gran parte de los suelos tanto del paisaje de montaa (unidades MDA, MKE, MQB, MQC, MQK ), como de piedemonte (unidades PWE, PWF, PWI) y de valle (unidad VWB), presentan buena estabilidad estructural especialmente en los horizontes humferos, de texturas medias. Los agregados con dimetro de 4 a 8 mm, son los que se presentan en mayor porcentaje, especialmente en los dos primeros horizontes, por ser stos ricos en humus y de medianos contenidos de arcilla: perfiles TS-5, PTC-2 y TL-5, desarrollados a partir de rocas gneas y metamrficas, con frecuencia mezcladas con cenizas volcnicas Figuras 41 a 44 (Anexo). En algunos casos los horizontes superiores no presentaron buena estabilidad estructural, el mayor porcentaje de agregados solamente se observa en los de tamao superior a 0.425

mm, a pesar de tratarse tambin de suelos humferos, aunque de porcentaje de arcillas bajo: perfil P1, unidad PWK (Figura 41 del anexo). El uso excesivo de maquinaria agrcola explica en parte el resultado de la baja estabilidad observada en estos casos; el mal uso del suelo causa degradacin de la estructura con las consecuencias negativas de susceptibilidad a la erosin, inestabilidad de los terrenos y aparicin de condiciones desfavorables para el buen desarrollo de los cultivos. 4.3.6 Densidad y porosidad La densidad es la relacin entre la masa y el volumen del suelo; se denomina real cuando se refiere a las partculas slidas y aparente, cuando expresa la masa por volumen del suelo total, incluyendo el volumen de los poros. El tamao y nmero de poros por unidad de superficie en los diferentes horizontes se estiman por observacin directa en el momento de describir los suelos; la porosidad se relaciona con la capacidad de retencin de agua, con la aireacin y con los fenmenos biolgicos que le dan el dinamismo a los suelos. En las reas del piso trmico fro y muy fro los valores de densidad inferiores 0.9 g/cc se deben a las cenizas volcnicas. El suelo Typic Hapludands (Perfil PT-6) de la unidad MGC tiene densidades de 0.87-0.90 g/cc; el suelo Typic Hapludands (Perfil PT-26) de la unidad MGA tiene densidades entre 0.52 y 0.75 g/cc. Los valores para el suelo Humic Udivitrands de la unidad MGD, varan de 0.82 en los horizontes superiores a 0.9 en los inferiores. En las zonas de clima medio los suelos desarrollados sobre cenizas volcnicas presentan las densidades aparentes ms bajas debido a los altos contenidos de material amorfo; los valores fluctan entre 0.59 g/cc y 0.68 g/cc para el suelo Typic Hapludands (Perfil TL-5) de la unidad MQB y entre 0.45 g/cc y 0.65 g/cc para el suelo Hidric Melanudands (Perfil TS-22) de la unidad MQG. Una de las razones por las cuales es importante tener valores de

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densidad aparente baja, radica en que la porosidad es alta en los suelos de baja densidad, lo cual les comunica a los suelos buenas condiciones de aireacin y de retencin de humedad. La densidad real de los anteriores suelos presentan valores que estn cerca del lmite establecido para los suelos minerales, que es de 2.65 g/cc. La porosidad total del suelo vara con el tamao de las partculas primarias y con su estado de agregacin. De la distribucin de los poros en el perfil depende la permeabilidad, la retencin de humedad y el estado de aireacin del suelo; todos ellos importantes para el buen desarrollo de las plantas. De acuerdo con lo observado en el campo, se puede establecer que los suelos derivados de cenizas volcnicas muestran una buena porosidad y por consiguiente una mejor aireacin, infiltracin y permeabilidad con respecto a los suelos derivados de otros materiales parentales. 4.3.7 Drenaje El drenaje natural es la resultante de los efectos que producen en los suelos los drenajes externo e interno; se califica de acuerdo con la rapidez o lentitud con que el agua es removida a travs del suelo o por escurrimiento superficial. Los suelos del paisaje de montaa tienen un drenaje externo rpido a muy rpido, como consecuencia de las pendientes pronunciadas; el drenaje interno en general es medio a rpido debido a las buenas caractersticas de estructura y porosidad. Por consiguiente el drenaje natural de este paisaje se califica de moderado a excesivo, ello indica que las aguas lluvias que caen sobre los suelos, son rpidamente evacuadas hacia las reas ms bajas. Los suelos de los abanicos-terrazas, valles y vallecitos, tienen drenaje interno variable, debido a sus caractersticas de textura, consistencia y porosidad; por lo general el drenaje externo es lento debido al relieve plano-cncavo. El drenaje natural vara de

imperfecto a pobre, en la mayora de los suelos de los citados tipos de relieve. 4.3.8 Temperatura edfica La temperatura del suelo es fundamental en los procesos de descomposicin de los materiales orgnicos, en la germinacin de las semillas, en la actividad de los organismos y adems, desempea un papel importante en la gnesis de los suelos: las altas temperaturas inducen una mayor mineralizacin de los materiales orgnicos y un incremento en la actividad microbiana. La temperatura del suelo vara en funcin de la altitud. Los pisos trmicos entonces se correlacionan con los pisos altitudinales en las regiones ecuatoriales y tropicales como lo es la zona de estudio. Se ha encontrado (Ruiz, 1996) que las temperaturas del suelo tomadas a 50 cm de profundidad disminuyen aproximadamente 1 C por cada 186 m de altitud. Se observaron los siguientes casos:

Altitud m Temperatura o C 963 a 1300 22 2181 a 2412 15 3481 a 3462 8 ms de 3481

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Rgimen de temperatura isomsico, para los suelos entre 2000 y 3500 m de altitud (temperaturas de 15 a 8 C). Rgimen de temperatura isohipertrmico, Rgimen de temperatura isotrmico, para

suelos entre 1000 y 2000 m de altitud (temperaturas entre 22 y 15 C) Rgimen de temperatura isohipertrmico, para los suelos localizados a altitudes menores de 1000 m (temperaturas mayores de 22 C)

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CAPITULO IV PROPIEDADES DE LOS SUELOS4.1 PROPIEDADES QUIMICAS4.1.1 Reaccin del suelo y aluminio de cambio4.1.2 Capacidad de intercambio de cationes4.1.3 Bases intercambiables y saturacin de bases 4.1.4 Carbn orgnico 4.1.5 Fsforo aprovechable 4.1.6 Salinidad 4.2 PROPIEDADES MINERALGICAS4.2.1 Mineraloga de arenas 4.2.2 Mineraloga de arcillas4.3 PROPIEDADES FISICAS 4.3.1 Color 4.3.2 Textura 4.3.3 Estructura4.3.4 Consistencia 4.3.5 Estabilidad estructural 4.3.6 Densidad y porosidad 4.3.7 Drenaje 4.3.8 Temperatura edfica