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• Eleazar Santiago Chavez Olivera

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El Color del Suelo: definiciones e interpretación 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.

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).

Figura 1. Hoja del matiz 10YR de la tabla Munsell. 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 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 goetita hematita hematita lepidocrocita lepidocrocita ferrihidrita

FeOOH FeOOH Fe2O3 Fe2O3 FeOOH FeOOH Fe (OH)3

10YR 8/6 7.5YR 5/6 5R 3/6 10R 4/8 5YR 6/8 2.5YR 4/6 2.5YR 3/6

amarillo marrón fuerte rojo rojo amarillo rojizo rojo rojo oscuro

glauconita maghernita

K(SixAl4x)(Al,Fe,Mg)O10(OH)2 -Fe2O3

sulfuro de hierro FeS pirita

FeS2

jaroisita humus calcita dolomita

K Fe3 (OH)6 (SO4)2

yeso

CaSO4. 2H2O

cuarzo

SiO2

CaCO3 CaMg (CO3)2

5Y 5/1

gris oscuro

2.5YRrojo 5YR 10YR 2/1 negro negro 10YR 2/1 (metálico) 5Y 6/4 amarillo pálido 10YR 2/1 negro 10YR 8/2 blanco 10YR 8/2 blanco marrón muy 10YR 8/3 pálido 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 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 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 Ca 2+ 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 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



   Yeso (CaSO4. 2H2O). 

Óxidos de Al y silicatos (caolinita, gibsita, bauxita). Sílice (SiO2). Tierras alcalinas (CaCO3, MgCO3) 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 (FeS 2) 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.