Estructura del suelo

Este artículo tiene varios problemas. Ayúdenos a mejorarlo o a discutir estos problemas en la página de discusión . ( Aprenda cómo y cuándo eliminar estos mensajes ) La sección introductoria de este artículo puede ser demasiado corta para resumir adecuadamente los puntos clave .Considere ampliar la introducción para proporcionar una descripción general accesible de todos los aspectos importantes del artículo. ( Junio ​​2018 ) Este artículo se centra únicamente en un aspecto especializado del tema .Por favor, ayude a mejorar este artículo añadiendo información general y discutiéndolo en la página de discusión . ( Junio ​​2018 ) Este artículo proporciona un contexto insuficiente para aquellos que no están familiarizados con el tema .Por favor, ayude a mejorar el artículo proporcionando más contexto para el lector . ( Junio ​​2018 )( Aprenda cómo y cuándo eliminar este mensaje ) ( Aprenda cómo y cuándo eliminar este mensaje )

En ingeniería geotécnica , la estructura del suelo describe la disposición de las partes sólidas del suelo y del espacio poroso ubicado entre ellas. Está determinada por la forma en que los gránulos individuales del suelo se agrupan, se unen y se agregan , lo que da como resultado la disposición de los poros del suelo entre ellos. El suelo tiene una gran influencia en el movimiento del agua y el aire, la actividad biológica , el crecimiento de las raíces y la emergencia de las plántulas . Existen varios tipos diferentes de estructura del suelo. Es inherentemente un sistema dinámico y complejo que se ve afectado por diferentes factores.

La estructura del suelo describe la disposición de las partes sólidas del suelo y de los espacios porosos ubicados entre ellas (Marshall & Holmes, 1979). ^[1] La agregación es el resultado de la interacción de las partículas del suelo a través de la reorganización, floculación y cementación. Se mejora por: ^{[1] [2]} la precipitación de óxidos, hidróxidos, carbonatos y silicatos; los productos de la actividad biológica (como biopelículas , hifas fúngicas y glicoproteínas ); puentes iónicos entre partículas cargadas negativamente (tanto minerales arcillosos como compuestos orgánicos) por cationes multivalentes; e interacciones entre compuestos orgánicos ( enlace de hidrógeno y enlace hidrofóbico ).

La calidad de la estructura del suelo disminuirá bajo la mayoría de las formas de cultivo : la mezcla mecánica asociada del suelo compacta y corta los agregados y llena los espacios porosos; también expone la materia orgánica a una mayor tasa de descomposición y oxidación . ^[3] Otra consecuencia del cultivo y el tráfico continuos es el desarrollo de capas o "capas" compactadas e impermeables dentro del perfil.

La disminución de la estructura del suelo bajo riego suele estar relacionada con la descomposición de los agregados y la dispersión del material arcilloso como resultado de la rápida humectación. Esto es particularmente así si los suelos son sódicos ; es decir, tienen un alto porcentaje de sodio intercambiable (PSI) de los cationes unidos a las arcillas. Los altos niveles de sodio (en comparación con los altos niveles de calcio ) hacen que las partículas se repelan entre sí cuando están mojadas, y los agregados asociados se desagregan y se dispersan. El PSI aumentará si el riego hace que el agua salada (incluso de baja concentración) acceda al suelo.

Se lleva a cabo una amplia gama de prácticas para preservar y mejorar la estructura del suelo. Por ejemplo, el Departamento de Conservación de Tierras y Aguas de Nueva Gales del Sur recomienda: aumentar el contenido orgánico incorporando fases de pastura en las rotaciones de cultivos ; reducir o eliminar la labranza y el cultivo en las actividades de cultivo y pastura; evitar la alteración del suelo durante períodos de excesiva sequedad o humedad, cuando los suelos pueden tender a romperse o mancharse; y asegurar una cobertura vegetal suficiente para proteger el suelo del impacto de las gotas de lluvia. En la agricultura de regadío, puede recomendarse: aplicar yeso ( sulfato de calcio ) para desplazar los cationes de sodio con calcio y así reducir la PES o la sodicidad, evitar la humectación rápida y evitar alterar los suelos cuando están demasiado húmedos o secos. ^[4]

• Laminares: Las unidades son planas y tienen forma de placa. Generalmente están orientadas horizontalmente. ^[5]

• Prismáticos: las unidades individuales están delimitadas por caras verticales planas o redondeadas. Las unidades son claramente más largas verticalmente y las caras suelen ser moldes de unidades adyacentes. Los vértices son angulares o subredondeados; las partes superiores de los prismas son algo indistintas y normalmente planas. ^[5]

• Columnares: las unidades son similares a los prismas y están delimitadas por caras verticales planas o ligeramente redondeadas. Las partes superiores de las columnas, a diferencia de las de los prismas, son muy marcadas y normalmente redondeadas. ^[5]

• Bloques: las unidades tienen forma de bloques o son poliédricas. Están delimitadas por superficies planas o ligeramente redondeadas que son moldes de las caras de los pedúnculos circundantes. Por lo general, las unidades estructurales en bloques son casi equidimensionales, pero se pueden clasificar como prismas y placas. La estructura se describe como de bloques angulares si las caras se intersecan en ángulos relativamente agudos y como de bloques subangulares si las caras son una mezcla de caras redondeadas y planas y las esquinas son mayoritariamente redondeadas. ^[5]

• Granulares: Las unidades son aproximadamente esféricas o poliédricas. Están limitadas por caras curvas o muy irregulares que no son moldes de peds adyacentes. ^[5]

• Cuña: Las unidades son aproximadamente elípticas con lentes entrelazadas que terminan en ángulos agudos. Por lo general, están delimitadas por pequeñas superficies lisas. ^[5]

• Lenticular: las unidades son lentes superpuestas paralelas a la superficie del suelo. Son más gruesas en el medio y más delgadas hacia los bordes. La estructura lenticular se asocia comúnmente con suelos húmedos, clases de textura con alto contenido de limo o arena muy fina (por ejemplo, marga limosa) y alto potencial de acción de las heladas. ^[5]

Los beneficios de mejorar la estructura del suelo para el crecimiento de las plantas, particularmente en un entorno agrícola, incluyen: reducción de la erosión debido a una mayor resistencia de los agregados del suelo y una disminución del flujo superficial; mejor penetración de las raíces y acceso a la humedad y los nutrientes del suelo ; mejor emergencia de las plántulas debido a una menor formación de costras en la superficie; y mayor infiltración, retención y disponibilidad de agua debido a una mejor porosidad.

La productividad de los cultivos hortícolas con labranza cero o mínima en regadío suele disminuir con el tiempo debido a la degradación de la estructura del suelo, lo que inhibe el crecimiento de las raíces y la retención de agua. Hay unas pocas excepciones, pero se desconoce por qué estos campos excepcionales conservan la estructura, pero está asociada con un alto contenido de materia orgánica. Mejorar la estructura del suelo en estos entornos puede aumentar significativamente los rendimientos. ^[6] El Departamento de Conservación de Tierras y Aguas de Nueva Gales del Sur sugiere que en los sistemas de cultivo, los rendimientos del trigo pueden aumentarse en 10 kg/ha por cada milímetro adicional de lluvia que pueda infiltrarse debido a la estructura del suelo. ^[4]

Los suelos endurecidos pierden su estructura cuando están húmedos y luego se endurecen al secarse para formar una masa sin estructura que es muy difícil de cultivar. Solo se pueden labrar cuando su contenido de humedad está dentro de un rango limitado. Cuando se labran, el resultado es a menudo una superficie muy grumosa (mala labranza ). A medida que se secan, la alta resistencia del suelo a menudo restringe el crecimiento de las plántulas y las raíces. Las tasas de infiltración son bajas y la escorrentía de la lluvia y el riego limita la productividad de muchos suelos endurecidos. ^[7]

El endurecimiento se ha definido de esta manera: "Un suelo endurecido es aquel que se endurece hasta formar una masa casi homogénea al secarse. Puede tener grietas ocasionales, típicamente a un espaciamiento de >0,1 m. El suelo endurecido secado al aire es duro y quebradizo, y no es posible introducir un dedo índice en la cara del perfil. Típicamente, tiene una resistencia a la tracción de 90 kN ^–2 . Los suelos que forman costra no son necesariamente endurecidos ya que un horizonte endurecido es más grueso que una costra. (En suelos cultivados, el espesor del horizonte endurecido es frecuentemente igual o mayor que el de la capa cultivada.) El suelo endurecido no está cementado permanentemente y es blando cuando está húmedo. Los terrones en un horizonte endurecido que ha sido cultivado se desintegrarán parcial o totalmente al humedecerse. Si el suelo se ha humedecido lo suficiente, volverá a su estado endurecido al secarse. Esto puede suceder después de un riego por inundación o un solo evento de lluvia intensa". ^[8]

La estructura del suelo es inherentemente un sistema dinámico y complejo que se ve afectado por diferentes factores como la labranza , el tráfico de ruedas, las raíces , las actividades biológicas en el suelo, los eventos de lluvia, la erosión eólica , la contracción, la hinchazón, la congelación y la descongelación. A su vez, la estructura del suelo interactúa recíprocamente y afecta el crecimiento y la función de las raíces, la fauna y la biota del suelo, los procesos de transporte de agua y solutos, el intercambio de gases , la conductividad térmica y la conductividad eléctrica , la capacidad de soportar el tráfico y muchos otros aspectos relacionados con el suelo. Ignorar la estructura del suelo o considerarla "estática" puede conducir a predicciones deficientes de las propiedades del suelo y podría afectar significativamente el manejo del suelo . ^[9]

• Salud del suelo  : estado del suelo que cumple con las funciones del ecosistema.
• Resiliencia del suelo  : Capacidad de un suelo para resistir o recuperar su estado saludable en respuesta a influencias desestabilizadoras.

 Este artículo incorpora material de dominio público del Gobierno de los Estados Unidos.

• Revista australiana de investigación del suelo, 38(1) 61 – 70. Citado en: Land and Water Australia 2007, formas de mejorar la estructura del suelo y mejorar la productividad de la agricultura irrigada, consultado en mayo de 2007, <https://web.archive.org/web/20070930071224/http://npsi.gov.au/>
• Departamento de Conservación de Tierras y Aguas 1991, "Indicadores de campo del deterioro de la estructura del suelo", consultado en mayo de 2007
• Leeper, GW y Uren, NC 1993, 5.ª ed., Ciencia del suelo, una introducción , Melbourne University Press, Melbourne
• Marshall, TJ y Holmes JW, 1979, Física del suelo , Cambridge University Press
• División de Estudios de Suelos (1993). "Examen y descripción de suelos". Manual 18. Manual de estudios de suelos . Servicio de Conservación de Suelos. Departamento de Agricultura de los Estados Unidos. Archivado desde el original el 2011-05-14 . Consultado el 2006-04-11 .
• Charman, PEV y Murphy, BW 1998, 5.ª ed., Suelos, sus propiedades y gestión , Oxford University Press, Melbourne
• Firuziaan, M. y Estorff, O., (2002), "Simulación del comportamiento dinámico de la base-suelo en el dominio del tiempo", Springer Verlag.

• "Suelos - Parte 2: Propiedades físicas del suelo y agua del suelo". unl.edu.
• Jordán, Antonio. 2013. ¿Qué es la estructura del suelo? Blog de la Unión Europea de Geociencias. Consultado el 11 de junio de 2017.
• División de Estudios de Suelos. 1993. syu tycid=nrcs142p2_054253 Manual de Estudios de Suelos, Capítulo 3: Examen y descripción de suelos. USDA NRCS. Consultado el 11 de junio de 2017.