el color del suelo
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El Color Del Suelo recopTRANSCRIPT
El Color del Suelo: definiciones e interpretación
Francisco A. Ovalles Viani
INIA-CENIAP Evaluación de [email protected]
http://sian.inia.gob.ve/repositorio/revistas_tec/ceniaphoy/articulos/n3/texto/fovalles.htm
Resumen
El color del suelo es una de las
características morfológicas más
importantes, es la más obvia y fácil de
determinar, permite identificar distintas
clases de suelos, es el atributo más
relevante utilizado en la separación de
horizontes y tiene una estrecha relación con
los principales componentes sólidos de este
recurso. El objetivo de este trabajo es
destacar el significado del color del suelo,
así como las relaciones que él tiene con
condiciones edáficas particulares. Se
describen los sistemas más empleados en la
designación del color, siendo el Sistema
Munsell el de mayor uso. Los factores que
influyen en la apreciación del color son la
calidad e intensidad de la luz, la rugosidad
de la superficie reflectora y la humedad de
la muestra. El color del suelo es complejo, la
medición se realiza mediante la
comparación de la muestra con las plaquitas
de colores que componen cada una de las
hojas de Hue (matiz). Se evalúa el color
predominante (color de la matriz del suelo),
que se corresponde con el que ocupa más
del 50% del volumen del suelo. Cuando
existen varios colores, donde ninguno de
ellos corresponde a más del 50% del
volumen, se determinan todos los colores,
comenzando con el que ocupa el mayor
porcentaje. El color puede ser utilizado
como una clave del contenido de ciertos
minerales en el suelo, fundamentalmente
minerales férricos ya que ellos proveen la
mayoría y la mayor variedad de pigmentos
al suelo. Se describe la variedad de colores
(negro, rojo, amarillo, marrón, gris, entre
otros) sobre la base del origen de los
pigmentos y su relación con determinadas condiciones ambientales.
Palabras clave: Color; Sistema Munsell;
Características Morfológicas; Génesis de
Suelos; Materia Orgánica; Fertilidad.
Suelos negros producen pan blanco
Proverbio Noruego
Introducción
El suelo ha sido catalogado como una colección de cuerpos naturales sobre la
superficie terrestre que sirve de asiento a la mayoría de las actividades humanas,
entre ellas la agricultura. Por consiguiente, las características del suelo influyen
sobre su uso y manejo. El color del suelo es una de las características morfológicas
más importantes, la más obvia y fácil de determinar (Soil Survey Division Staff,
1999), permitiendo identificar distintas clases de suelos. Es el atributo más
relevante utilizado en la separación de horizontes y tiene una estrecha relación con
los principales componentes sólidos de este recurso. Basado en la importancia que
tiene el color del suelo, el objetivo de este trabajo es destacar el significado del
color, así como las relaciones que tiene con condiciones edáficas particulares, las que podrían orientar de forma práctica decisiones sobre el uso y manejo del suelo.
Importancia
El color en sí mismo es de poca relevancia: su verdadera importancia radica en que
el suelo tiene un conjunto de atributos que de alguna forma se relacionan con el
color, siendo este diferente entre horizontes y entre distintas clases de suelos. En
consecuencia, cualquier error en su determinación acarrea conclusiones equivocadas respecto a las características que se relacionan con él.
El color del suelo ha sido asociado con otros atributos o condiciones relevantes, entre ellos:
1- Grado de evolución del suelo. El color del suelo ha sido utilizado para definir
índices de evolución (Buntley y Westin, 1965; Hurst, 1977; Harden, 1982).
2- Clasificación de suelos. El color es un atributo utilizado a diferentes niveles de
la Taxonomía de Suelos (Soil Survey Division Staff, 1999): a) es una característica
diferencial para la definición de horizontes diagnóstico, como son los epipedones
mólico, úmbrico, antrópico, melánico y ócrico; así como algunos horizontes
subsuperficiales, entre ellos el ágrico; b) permite la identificación del régimen
ácuico y de características redoximórficas; c) es criterio diferenciante para algunos de subórdenes, grandes grupos, subgrupos y familias.
3- Contenido de humus y presencia de ciertos minerales. Entre ellos:
hematita, goetita, lepidocrecita, calcita y dolomita.
4- Potencialidad y productividad del suelo. Relacionado con la materia
orgánica, se derivan condiciones de fertilidad, o condiciones restrictivas para el desarrollo de ciertos cultivos, p. ej., concentración de sales, mal drenaje.
Determinación del color
Referencias sobre descripción del color datan de 1900 en estudios de suelos
realizados en Rusia (Simonson 1993). Los primeros esfuerzos para establecer
estándares del color se remontan a 1912; en 1925 la compañía Munsell comenzó a
producir discos de colores, siendo a finales de la década del 40 que se adoptó la
notación Munsell para describir el color en los estudios de suelos en Estados Unidos. Los principales sistemas utilizados para la designación del color son:
1- Sistema CIE (Comisión Internationale l’Eclairage). Se basa en la premisa
que el estímulo del color es el producto de la capacidad espectral de la luz
iluminante, las características de la reflectancia espectral del objeto y las
características de la respuesta espectral de la herramienta utilizada para detectar el color.
2- Sistema OSA (Optical Society of America). Considera una escala uniforme de
color, donde la muestra de cada color se ubica en el centro de un cubo-octaedro;
con esta estructura cada color es descrito en términos de tres coordenadas ortogonales.
3- Sistema Munsell. Describe todos los posibles colores en términos de tres
coordenadas: matiz (Hue) que mide la composición cromática de la luz que alcanza
el ojo; claridad (Value), el cual indica la luminosidad o oscuridad de un color con
relación a una escala de gris neutro; y pureza (Chroma), que indica el grado de saturación del gris neutro por el color del espectro.
Este último es el sistema utilizado en los estudios de suelos para la determinación
del color; para ello se emplea la tabla de colores Munsell (Munsell Color Co., 1980).
Estas tablas incluyen todos los matices del rango visible del espectro
electromagnético, se utilizan para describir el color de rocas, suelos, plantas, entre
otros. En suelos se utiliza sólo alrededor de la quinta parte del rango total de
matices. La tabla Munsell está compuesta de hojas, representando cada una de
ellas un matiz (Hue) específico que aparece en la parte superior derecha de dicha
página. Cada hoja presenta una serie plaquitas o "chips" diferentemente coloreados
y sistemáticamente arreglados en la hoja, que representan la claridad (Value) y la
pureza (Chroma). Las divisiones de claridad (Value) se presentan en sentido
vertical, incrementando su valor (haciéndose más claro) de abajo hacia arriba; las
divisiones de pureza (Chroma) se presentan en sentido horizontal, en la parte inferior de la hoja, incrementándose de izquierda a derecha (Figura 1).
El matiz (Hue) se expresa en una
escala angular con un arco de 3,6º
para cada hoja, se basa en cinco
matices básicos: rojo (R), amarillo
(Y), verde (G), azul (B) y púrpura
(P); así como los cinco matices
combinados de los anteriores (YR,
GY, BG, PB y RP), cada uno de los
matices tiene diferentes tonalidades
que se especifican mediante números
entre cero (0) y diez (10) colocados
antes de la letra correspondiente
(Figura 2). La claridad (Value) y
pureza (Chroma) se expresan en una
escala lineal con una relación de
2,5:1 entre ellos (Figura 1). Figura 1. Hoja del matiz 10YR de la tabla
Munsell.
Figura 2. Matices de la tabla Munsell
para describir el color del suelo
(modificado de Munsell Color Co.,
1976)
Factores que influyen en el color
1- La calidad e intensidad de la luz afecta la cantidad y calidad de la luz reflejada de
la muestra hacia el ojo. Se recomienda tomar el color a campo abierto, con
incidencia directa de la luz natural sobre la hoja de la tabla Munsell, utilizando
preferiblemente las horas del mediodía; cuando esto no es posible, se sugiere tomar muestras para determinar posteriormente el color.
2- Rugosidad de la superficie reflectora, que afecta la cantidad de luz reflejada hacia
el ojo, en especial si la luz incidente cae en un ángulo agudo. Se recomienda usar,
en lo posible, un ángulo recto para la luz incidente.
3- Humedad de la muestra, el color fluctúa dependiendo del contenido de humedad;
por ello se acostumbra tomar el color bajo dos condiciones: suelo seco (seco al aire)
y suelo húmedo. La condición de suelo seco o suelo húmedo se establece sobre la
base que, en ambos casos, el nivel optimo se alcanza cuando al humedecer o secar la muestra no ocurren más cambios en el color.
Medición del color del suelo
Se realiza mediante la comparación de la muestra con las plaquitas de colores que
componen cada una de las hojas de Matiz (Hue). Se evalúa el color predominante
(color de la matriz del suelo), que se corresponde con el que ocupa más de 50% del
volumen del suelo. Cuando existen varios colores, donde ninguno de ellos
corresponde a más de 50% del volumen, se determinan todos los colores, comenzando con el que ocupa el mayor porcentaje.
El color del suelo es complejo y, en ocasiones, existen combinaciones de ellos, en la
forma de moteado y patrones. El moteado se refiere a cambios repetitivos del color
que no pueden ser asociados con los atributos constituyentes del suelo. Uno de los
más notables son las características redoximórficas. Para conocer más sobre las
características redoximórficas y la descripción del moteado (color, cantidad,
tamaño, contraste) se recomienda leer las referencias del Soil Survey Division Staff (1993 y 1999).
Por otra parte, es importante la identificación de patrones de colores relacionados
con cambios en la composición del suelo y otros atributos como nódulos o superficie
de la unidad estructural, por las inferencias que pueden hacerse con relación a la
génesis o el comportamiento del suelo bajo determinadas condiciones de uso y manejo.
La medición del color se realiza en el campo utilizando una muestra, bajo dos
condiciones: seco y húmedo, identificando la condición física de la muestra
(agregado de suelo separado, friccionado, triturado o triturado y alisado). Para
describir el color se utilizan dos parámetros: a) el color Munsell y b) la notación
Munsell, p. ej., marrón fuerte [7.5YR 4/8] (Figura 3).
Figura 3. Ejemplo de medición del color del suelo: a) color Munsell y
b) notación Munsell.
Bajo condiciones de campo las mediciones del color del suelo son reproducibles por
diferentes personas dentro de 2,5 unidades de Matiz (Hue) y una unidad de claridad
(Value) y pureza (Chroma). La literatura reporta errores de hasta 9% en la
determinación del matiz y de hasta 45% en la determinación de claridad y de
pureza. Recientemente se ha desarrollado un sensor del color del suelo con la
finalidad de minimizar los errores cometidos por las personas en la medición del
color; los resultados obtenidos están dentro de una unidad de matiz, claridad y
pureza de exactitud; por otra parte, con este dispositivo los datos son almacenados
electrónicamente para su posterior procesamiento en modelos e interacción con otros sensores de datos.
Interpretación del color del suelo El color del suelo puede ser utilizado como
una clave del contenido de ciertos minerales en el suelo, basado en que los
minerales férricos proveen la mayoría y la mayor variedad de pigmentos al suelo (Cuadro 1).
Cuadro 1. Colores asociados con los componentes minerales
y orgánicos del suelo.
Componente Formula Munsell Color
goetita FeOOH 10YR 8/6 amarillo
goetita FeOOH 7.5YR 5/6 marrón fuerte hematita Fe2O3 5R 3/6 rojo
hematita Fe2O3 10R 4/8 rojo
lepidocrocita FeOOH 5YR 6/8 amarillo rojizo
lepidocrocita FeOOH 2.5YR 4/6 rojo
ferrihidrita Fe (OH)3 2.5YR 3/6 rojo oscuro
glauconita K(SixAl4-
x)(Al,Fe,Mg)O10(OH)2 5Y 5/1 gris oscuro
maghernita -Fe2O3 2.5YR-
5YR rojo
sulfuro de
hierro FeS 10YR 2/1 negro
pirita FeS2 10YR 2/1 negro
(metálico)
jaroisita K Fe3 (OH)6 (SO4)2 5Y 6/4 amarillo
pálido
humus 10YR 2/1 negro
calcita CaCO3 10YR 8/2 blanco dolomita CaMg (CO3)2 10YR 8/2 blanco
yeso CaSO4. 2H2O 10YR 8/3 marrón muy
pálido
cuarzo SiO2 10YR 6/1 gris claro
Fuente: modificado del NRCS-USDA (2002).
Nota: esta información es de referencia ya que otros factores
pueden influir sobre el color de suelo.
Sobre la base del origen de los pigmentos del suelo y su relación con determinadas condiciones ambientales, la variedad de colores es la siguiente:
Color negro: se asocia a la incorporación de materia
orgánica que se descompone en humus que da la
coloración negra al suelo. Este color ha sido asociado
con niveles altos de materia orgánica en el suelo,
condiciones de buena fertilidad, en especial presencia
de cationes tales como el Ca2+ y Mg2+ y K+;
colateralmente tiene asociado otras condiciones físicas
relacionadas con la materia orgánica, tal como la
presencia de una buena estructuración del suelo y rica
actividad biológica; en otras oportunidades, cuando
hay acumulación de Na+, por ser este un agente
dispersante, el suelo, aún con muy bajos niveles de
materia orgánica, adquiere la coloración negra, pero
tiene como condición asociada una muy mala
condición estructural. En resumen, este color por lo
general está asociado a la presencia de
Carbonatos de Ca2+ o Mg2+ más materia
orgánica altamente descompuesta.
Otros cationes (Na+, K+) más materia orgánica altamente descompuesta.
Color rojo: se asocia a procesos de alteración de los
materiales parentales bajo condiciones de alta
temperatura, baja actividad del agua, rápida
incorporación de materia orgánica, alta liberación de
Fe de las rocas; es indicativo de condiciones de alta
meteorización, se asocia a niveles bajos de fertilidad
del suelo, pH ácidos y ambientes donde predominan
los procesos de oxidación. En términos generales se asocia con la presencia de
Óxidos de Fe3+ (Cuadro 1), como es el caso de
la hematita cuyo nombre es de origen griego
con el significado de "parecido a la sangre".
Color amarillo a marrón amarillento claro: por lo
general es indicativo de meteorización bajo ambientes
aeróbicos (oxidación), ocurre como en el caso de la
goetita, donde cristales grandes de este mineral
confieren una pigmentación amarilla al suelo, mientras
de cristales pequeños de este mineral confieren
tonalidades de color marrón; más frecuentemente
estos colores asociados a la goetita ocurren en climas
templados. Se relaciona con condiciones de media a
baja fertilidad del suelo. En general se asocia con la presencia de
Óxidos hidratados de Fe3+ (Cuadro 1).
Color marrón: este color está muy asociado a estados
iniciales a intermedios de alteración del suelo; se
relaciona con condiciones de niveles medios a bajos
de materia orgánica y un rango muy variable de fertilidad. En general se asocia con la ocurrencia de
Materia orgánica ácida parcialmente
descompuesta. Combinaciones de óxidos de Fe más materiales
orgánicos.
Color blanco o ausencia de color: se debe
fundamentalmente a la acumulación de ciertos
minerales o elementos que tienen coloración blanca,
como es el caso de calcita, dolomita y yeso, así como
algunos silicatos y sales. En otras ocasiones, es
consecuencia de la remoción de componentes del
suelo por diversos procesos, en cuyo caso el suelo
adquiere el color de los elementos remanentes, i.e. el
horizonte álbico (Soil Survey División Staff, 1999). En general se asocia con la presencia de
Óxidos de Al y silicatos (caolinita, gibsita,
bauxita). Sílice (SiO2). Tierras alcalinas (CaCO3, MgCO3) Yeso (CaSO4. 2H2O). Sales altamente solubles (cloruros, nitratos de
Na+ y K+)
Color gris: puede ser indicativo del ambiente
anaeróbico. Este ambiente ocurre cuando el suelo se
satura con agua, siendo desplazado o agotado el
oxígeno del espacio poroso del suelo. Bajo estas
condiciones las bacterias anaeróbicas utilizan el Fe
férrico (Fe3+) presente en minerales como la goetita y
la hematita como un aceptor de electrones en su
metabolismo. En este proceso se genera la forma
reducida del ión que es Fe ferroso (Fe2+), que es
soluble en agua e incoloro. Otras bacterias
anaeróbicas utilizan Mn4+ como aceptor de electrones,
reduciéndose a su forma incolora soluble en agua
Mn2+. La pérdida de pigmentos deja un color gris en la
superficie del mineral y si la saturación con agua se
prolonga por largos períodos, la zona completa
adquiere la coloración gris. Cuando cesa la saturación
con agua las forma reducida del Fe se oxida
nuevamente, generándose colores característicos,
como es el moteado anaranjado de la lepidocrocita
(tiene la misma formula de la goetita, pero difieren en
la estructura del cristal) en las grietas del suelo. Si el
suelo se airea rápidamente se genera el moteado rojo
brillante propio de la ferrihidrita en los poros y grieta;
este mineral no es estable y en consecuencia, se
transforma en lepidocrocita con el tiempo.
Color verde: en algunos suelos bajo condiciones de mal drenaje se genera este
color, como es el caso de los suelos lacustrinos originados durante la regresión
holocénica del Lago de Valencia; estos suelos están constituidos por materiales
altamente calcáreos que se ubican en el denominado pantano lacustrino, distribuido
en forma concéntrica alrededor del lago. Estos materiales calcáreos, bajo un
ambiente anaeróbico, generan el color verde que se transforma en blanco de forma irreversible una vez que se oxida. También se asocia con la ocurrencia de
Óxidos Fe2+ (incompletamente oxidados).
Color azulado: en zonas costeras, deltaicas o pantanosas donde hay presencia del
anión sulfato, y existen condiciones de reducción (saturación con agua y
agotamiento del oxigeno), este anión es utilizado por las bacterias anaeróbicas
como aceptor de electrones, liberándose S2- , que se combina con Fe2+ para
precipitar como FeS que es de color negro, con el tiempo se transforma en pirita
(FeS2) que da un color azulado metálico. Si estos suelos son drenados y aireados se
forma la jaroisita, que posee un pigmento amarillo pálido muy característico.
Asociado a ello los suelos se hacen muy ácidos (pH 2.5 a 3.5), convirtiéndose en
suelos sulfato-ácidos que son muy corrosivos y limitan considerablemente el
crecimiento de la mayoría de las plantas. Adicionalmente, esta coloración se asocia con la presencia de
Óxidos hidratados de Al (Aloisita). Fosfatos ferrosos hidratados (Vivianita).
La materia orgánica juega un papel importante en la remoción de Fe y Mn en suelos
saturados con agua. Todas las bacterias, incluyendo las que reducen el Fe y el Mn
requieren de una fuente de alimento; por consiguiente, las bacterias anaeróbicas se
desarrollan en concentraciones de materia orgánica, particularmente en raíces muertas, en consecuencia en estas zonas se desarrollan los moteados grises.
El color es la expresión de diversos procesos químicos que actúan en el suelo. Estos
procesos incluyen la meteorización de los materiales geológicos, la acción química
de la oxido-reducción sobre los minerales del suelo, especialmente aquellos que
contienen Fe y Mn, y la bioquímica de la descomposición de la materia orgánica.
Otros aspectos de la naturaleza, como el clima, el medio biofísico y la geología
ejercen su influencia sobre la intensidad y condiciones bajo las cuales estas reacciones químicas ocurren.
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