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• esthefany barrientos

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Evaluación de la estructura del suelo La estructura se refiere a la agregación de partículas individuales del suelo para generar unidades de mayor tamaño conocidas como agregados o terrones y que son el resultado de procesos pedogenéticos. Generalmente se describen 3 aspectos de la estructura en cada horizonte: el tipo de estructura, el grado y la clase.

1. Tipo de estructura: El tipo de estructura se refiere a la forma de las unidades estructurales en el suelo. Podemos encontrar: A) Unidades estructurales naturales de suelo. B) Unidades sin estructura A) UNIDADES ESTRUCTURALES NATURALES DEL SUELO.

 Agregados en forma esferoidal.  Estructura migajosa. Esta estructura se produce debido a la floculación de los coloides minerales y orgánicos. Sus agregados son pequeños, muy porosos y redondeados, por lo que la penetración de las raíces se ve muy favorecida. También favorece la germinación de las semillas, pues opone poca resistencia a la germinación. Es propia de los Horizontes A, ricos en materia orgánica.

 Estructura granular. La estructura angular presenta unidades pequeñas poliédricas regulares o esferoides dispuestos alrededor de un punto con sus tres dimensiones de tamaños similares. Sus superficies son planas o curvas y tienen poca o ninguna acomodación a la forma de los agregados vecinos. Suele aparecer cuando los agregados son poco porosos por el predominio de la arcilla sobre la materia orgánica en el proceso de floculación. Es propia de horizontes A de suelos pobres en materia orgánica.

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 Agregados en forma de poliedros más o menos regulares.  Estructura en bloques subangulares. La estructura subangular presenta poliedros de caras planas y redondeadas, con la carencia de ángulos agudos. Es propia de horizontes A muy pobres en materia orgánica y de la parte superior de los horizontes B.

 Estructura en bloques angulares. Las unidades estructurales son poliedros con las caras intersectadas unas con otras, formando ángulos agudos. Su forma recuerda a la de un poliedro equidimensional con vértices afilados y punzantes. Los agregados encajan perfectamente unos en otros, y dejan un sistema de grietas inclinadas que es típica de horizontes B con contenidos arcillosos medios o con arcillas poco expansibles.

 Agregados en forma de prismas.  Estructura prismática. En esta estructura la dimensión vertical predomina sobre las horizontales, adopta forma de prisma con las superficies llanas. Así pues encontramos unidades verticalmente alargadas. Es propia de los horizontes B muy arcillosos que los hace compactos y se resquebrajan en grandes bloques.

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

Estructura columnar. Esta estructura presenta también la característica de producir unidades elongadas verticales con el extremo final redondeado, dando lugar a una estructura en forma de cúpula. Se produce siempre que hay una dispersión fuerte de la arcilla provocada por una alta concentración de sodio. Las arcillas sódicas al secarse forman una masa muy compacta que se resquebraja en grandes prismas muy duros e impenetrables por el agua. El agua cargada de coloides fluye fundamentalmente por las grietas que quedan entre los agregados y esto hace que las partículas en suspensión erosionen la parte alta de los agregados y le den el aspecto de cúpula. Esta, suele tener una coloración negruzca debido a la materia orgánica que fluye por las grietas, aunque se ve claramente una coronilla de color blanquecino y que corresponde a las sales cristalizadas, típico de los horizontes B de suelos salinos sódicos.

 Agregados en forma laminar.  Estructura laminar o esquistosa. Esta estructura presenta un desarrollo mucho mayor horizontalmente frente al desarrollo vertical de las unidades estructurales. Es propia de horizontes C procedentes de materiales originales esquistosos que le ceden al suelo su estructura.

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B) SIN UNIDADES ESTRUCTURALES: •

Estructura particular. Esta estructura se presenta cuando solo hay arena y no hay síntomas de agregación. Es propia de los horizontes E. Realmente no se trata de una estructura pues no responde a los criterios de definición de la misma pero se le asigna el término para mantener una unidad en la definición y describir este estado de "no agregación" del suelo.

•

Estructura masiva. No existen unidades estructurales y el material es una masa que no ha de estar necesariamente cementada. Es una masa sin grietas y sin diferenciación de agregados. Es propia de materiales que no han sufrido procesos edáficos pero que poseen coloides arcillosos derivados de su origen como son los horizontes C.

• Estructura fibrosa. En este caso, tampoco existen unidades estructurales, pues está constituida por fibras procedentes del material orgánico poco descompuesto en el que los restos de tejidos son fácilmente visibles; la única organización es el entrelazamiento de las fibras. Es propia de los horizontes orgánicos H y O.

2.

Grado de estructura:

Se define como la intensidad de agregación de las partículas y expresa la diferencia entre la cohesión dentro de los agregados y la adhesividad entre estos. Se ve modificado por las variaciones de humedad, por lo que su estimación deberá de determinarse cuando el contenido en humedad del suelo sea el “normal”. La clasificación del grado de estructura de un suelo es la siguiente: 1. Sin estructura: Grado de estructura caracterizado porque no existen agregados visibles, o bien no hay un ordenamiento natural de las líneas. Si es coherente se le llama aglomerado y si no lo es, se considera grano suelto.

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2. Débil: Grado de estructura caracterizado por escasos agregados formados que apenas son visibles. Si resulta necesario para fines de comparación, este grado se puede subdividir en muy débil y moderadamente débil. 3. Moderado: Grado de estructura caracterizado por agregados bien formados y diferenciados de duración moderada. 4. Fuerte: Grado de estructura caracterizado por agregados duraderos evidentes en suelos no alterados. Estos se adhieren débilmente entre sí, tolerando desplazamientos y separándose cuando el suelo se altera. Si resulta necesario para fines de comparación, este grado se puede subdividir en fuerte y muy fuerte.

3. Clase de la estructura: La clase de la estructura describe el tamaño medio de los agregados individuales y se divide en los siguientes términos:     

Muy fino o muy delgado Fino o delgado Medio Grueso o espeso Muy grueso o muy espeso

Origen de la estructura: La formación de agregados se debe a la interacción prolongada en el tiempo de partículas de arena, coloides orgánicos y dominios de arcilla que Emerson (1959) esquematiza del siguiente modo: Es una consecuencia del estado de los coloides del suelo, cuando están floculados forman agregados más o menos estables, por el contrario cuando están dispersos los componentes texturales quedan aislados. Dentro de los coloides del suelo podemos distinguir dos grandes grupos según su carga. En primer lugar están los coloides electropositivos que están representados por los óxidos de hierro y aluminio, más o menos hidratados, que se comportan como bases débiles y se encuentran dispersos en medio ácido y floculados en medio alcalino. En segundo lugar tenemos los coloides electronegativos o cargados negativamente y que son los más abundantes en el suelo; están representados por los minerales arcillosos, los complejos ferro-silícicos y las sustancias húmicas; se comportan como ácidos débiles y se encuentran dispersos en medio alcalino y floculan en medio ácido. Existen también una serie de coloides que son realmente anfóteros y cambian de signo según que el pH esté por encima o por debajo de su punto isoeléctrico, así la caolinita que sería un coloide electronegativo, se hace electropositivo cuando el pH está por debajo de cuatro aproximadamente, en ese punto su susceptibilidad para flocular es máxima.

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Cuando aumenta la concentración de hidroxilos el equilibrio se desplaza hacia la derecha provocando la floculación, mientras que cuando existe un exceso de oxhidrilos, éstos neutralizan los hidroxilos, el equilibrio se desplaza hacia la izquierda y se produce una mayor dispersión. Ahora bien los hidroxilos y oxhidrilos no son los únicos que influyen en el estado de los coloides del suelo, pues los diversos cationes presentes en la solución ejercen también una acción floculante de los coloides electronegativos, aunque su actividad es diferente según su carga y su nivel de hidratación que modifica su radio iónico. Así, la acción floculante de los iones bivalentes es más enérgica que la de los monovalentes, sobre todo para el caso de los coloides húmicos, por ello su acción sobre la arcilla es aún más intensa. Los iones monovalentes, por las razones ya mencionadas, pueden flocular a la arcilla (hidrófoba) pero apenas tienen efecto sobre el humus, por estar éste protegido por una densa capa de agua (hidrófilo). En ocasiones puede suceder que las arcillas se hallen floculadas en medios alcalinos (arcillas cálcicas) y dispersas en medios ácidos (arcillas sódicas de suelos salinos), cuando se dan ciertas condiciones y dado que en el suelo coexisten simultáneamente iones floculantes (Ca) y dispersantes. En medios ácidos las arcillas deberían estar floculadas, pero en estas condiciones, la dificultad ofrecida a los procesos de humificación, hace que exista una gran cantidad de compuestos orgánicos solubles que actúan como coloides protectores de las arcillas, que si bien no están formando una auténtica suspensión sí forman una emulsión con el agua. Los compuestos orgánicos actúan como el huevo en la mayonesa, que posibilita la mezcla del agua con el aceite, que en nuestro caso sería la arcilla. Cuando estos compuestos orgánicos decrecen en su contenido, como sucede al profundizar en el perfil, se produce la floculación de la arcilla favorecida por la presencia de hierro férrico y aluminio. En el caso de los coloides orgánicos, su carácter hidrófilo hace que la gran capa de agua que los rodea, dificulte su floculación por los iones de menos carga como sodio y potasio, y solo puedan hacerlo el calcio y el magnesio aunque con mayor dificultad que lo hacen con la arcilla. Pero si son poco sensibles a la floculación catiónica (los coloides orgánicos) sí lo son a los agentes físicos, como sucede con la desecación que los flocula de forma casi irreversible, generando una estructura en grumos estables, que sería en nuestro ejemplo del huevo el efecto de cocerlo. Los ácidos húmicos forman complejos con las arcillas, de forma que al ser las partículas arcillosas de mayor tamaño que las moléculas húmicas, quedan rodeadas por estas, que junto con las moléculas de agua que existen a su alrededor evita que los cationes puedan flocular al conjunto; como ya habíamos observado, las sustancias húmicas actúan como coloide protector de la arcilla. Ahora bien cuando se produce su floculación, la deshidratación de la fracción orgánica dificulta la redispersión de la arcilla, que en otras condiciones se realiza fácilmente, lo que hace que el humus aumente la estabilidad de los agregados formados por este mecanismo.

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Las sustancias húmicas suelen actuar en forma de complejos con la arcilla y primordialmente en los horizontes A, generando estructuras tanto más estables cuanto mejor es la polimerización de los compuestos húmicos. Los complejos arcillo-húmicos se muestran muy eficaces en la formación de agregados de pequeño tamaño, que pueden agruparse para formar otros mayores cuando la actividad biológica es intensa, formando estructuras complejas de tipo grumoso o migajoso que hacen muy esponjoso al horizonte A. La formación de unidades estructurales no solo es debida a la floculación de los coloides sino a la cementación, tanto por ellos como por otras sustancias, de las partículas más gruesas. Entre estos agentes cementantes tenemos como principales a la arcilla, las sustancias húmicas, los óxidos e hidróxidos de hierro y aluminio y el carbonato cálcico. Existen, como vimos numerosos factores o condiciones de distinto orden que determinan la formación de la estructura del suelo, la que a su vez se modifica por el laboreo y la utilización del suelo. Desde el punto de vista de su génesis la estructura edáfica se clasifica en:  Estructura biogénica: Aquellas en las que si bien los agentes físicos y químicos, climáticos, etc., actúan con intensidad, se deben principalmente a la acción biológica. Son las estructuras migajosas (considerada óptima desde el punto de vista de los cultivos), no muy comunes y circunscriptas a suelos de muy buenas condiciones físico-químicas, climáticas, etc. y de máxima actividad biológica, y la estructura granular mucho más común en los horizontes A. Se incluyen todos los intergrados entre estos dos tipos de estructura y en algunos casos la estructura en bloques sub angulares.  Estructura geogenética: son aquellas en las que predominan las causas físicoquímicas, climáticas, etc. en su formación. Se incluyen las estructuras en bloques angulares, prismáticas, columnares y laminares.

Importancia de la estructura La vida en el suelo es posible debido a que las partículas no forman una masa continua, sino que al unirse crean un espacio de huecos muchos de los cuales se comunican entre sí. Los huecos comunicantes permiten la transferencia de fluidos (aire y agua), en ellos pueden desarrollar su actividad los microorganismos y a través de ellos se facilita el crecimiento de las raíces. La estructura controla una serie de propiedades y comportamientos del suelo. Con respecto a la superficie del suelo, una buena estructura evita el sellado del suelo y la posterior formación de costra superficial al secarse la superficie.

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Facilita la emergencia de las plántulas y la infiltración del agua. El aumento de la infiltración disminuye la escorrentía y con ello el riesgo de degradación por erosión, al tiempo que aumenta las reservas en agua del suelo. Con respecto al espacio de huecos, un horizonte bien estructurado permite una buena circulación de aire, agua y nutrientes; favorece el desarrollo de microorganismos aerobios; favorece la actividad de la fauna del suelo, que a su vez mejora la estructura; es más penetrable por las raíces, que podrán explorar un mayor volumen, beneficiando el desarrollo de la planta. Un suelo bien estructurado es más resistente a la erosión que las partículas sueltas de arena, limo, arcilla y la materia orgánica. Estabilidad de la estructura La estabilidad de la estructura es definida como la resistencia que los agregados del suelo ofrecen a los agentes disgregantes externos (el agua, el viento, el pisoteo, manipulaciones mecánicas). Para la producción agropecuaria la estabilidad de la estructura es una propiedad fundamental. La estructura y su estabilidad se relacionan con el crecimiento y desarrollo de los cultivos, ya que influye indirectamente en propiedades tales como infiltración, compactación, resistencia a la erosión, movimiento de agua y de aire. Los suelos naturalmente varían en la proporción en que son vulnerables a fuerzas destructivas externas. La estabilidad de los agregados es una medida de esa vulnerabilidad, más específicamente expresa la resistencia de los agregados a la ruptura cuando son sometidos a procesos disturbadores potenciales. Ya que la reacción de un suelo a las fuerzas que actúan sobre él, depende de no solo de dicha fuerza sino también de la forma en que están aplicadas, la estabilidad de los agregados no es mensurable en términos absolutos, más bien es un concepto relativo y hasta subjetivo. Para probar la estabilidad, los físicos del suelo, someten muestras de agregados a fuerzas inducidas artificialmente para simular fenómenos posibles que se produzcan en el campo. La naturaleza de las fuerzas aplicadas durante la experimentación depende de la percepción del investigador, de los fenómenos naturales que se desean simular, así como del equipo disponible y el modo de su empleo. Más frecuentemente el concepto de la estabilidad de los agregados se aplica en relación con las fuerzas destructoras del agua. El solo mojado de los agregados puede causar su colapso, ya que las sustancias cementantes se disuelven o debilitan a media que aumenta el tiempo de contacto con el agua. Los métodos de determinación de estabilidad de agregados se dividen en dos grupos: determinación de la estabilidad en seco y en húmedo. En el caso de la determinación de estabilidad en seco, se pretende evaluar la resistencia de los agregados a la acción del viento; en la determinación en húmedo, lo que se quiere medir es la resistencia de los agregados a la acción del agua. En todo caso, lo que quiere FÍSICA DE SUELOS Y NUTRICION VEGETAL

poner de manifiesto los métodos de determinación es un concepto básico: a mayor estabilidad de la estructura menor es la destrucción de los agregados, lo que indica que esos agregados son más resistentes a las acciones externas (agua, viento, laboreo, pisoteo animal, etc.).

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