Mineralogía y propiedades físicas de los suelos: una guía completa

Mineralogía del suelo

Rocas Ígneas

• Cuarzo (SiO2): Muy estable, fracción arena y limo. Granitos – Riolitas.
• Feldespatos: Fracción arena y limo; susceptibles de alteración; nutrientes de K+ y Ca+2. Granitos-Riolitas; Plagioclasas; Gabros – Basaltos.
• Olivino: Muy alterables, muy escasos en suelos. Peridotitas, basaltos.
• Anfíboles y Piroxenos: Muy fácilmente alterables; pueden ser fracción arena y limo (anfíboles). Basaltos.
• Biotita: Micas; muy fácilmente alterables; escasas en suelos. Granitos y riolitas.
• Moscovita: Presente en algunos granitos, fácilmente alterable.

Rocas Metamórficas

• Nesosilicatos: Distena; silimanita; andalucita; estaurolita; granate.
• Ciclosilicatos: Cordierita.
• Inosilicatos: Diópsido (piroxeno).
• Filosilicatos: Clorita.

Rocas Sedimentarias

• Minerales terrígenos: Cuarzo; minerales de la arcilla; fragmentos de rocas metamórficas; feldespatos (K); carbonatos.
• Minerales químicos: Carbonatos; sílice; sulfatos de Ca y sales solubles (cloruros).

Aluminosilicatos Amorfos

• Alófana: Tetraedros y octaedros (alumino-silicatos) amorfos o muy desordenados, con estructura esponjosa. No tienen distancia basal característica. Pueden contener Ca, K y Na. Composición química muy variable. CIC muy alta. Suelos volcánicos poco desarrollados.

Óxidos e Hidróxidos de Fe, Mn, Al – Sesquióxidos

• Procedentes de la alteración. Cristalinos o amorfos.
• Elementos cromógenos de las arcillas dependiendo de su estado de oxidación. Estos elementos tiñen la fracción arcilla y sirven de indicadores de las condiciones de formación del suelo. Asociados a arcillas o formando nódulos o concreciones.

Otros Minerales

• Carbonatos de Ca y Mg: Solubles con CO2. Distintos tipos de acumulaciones.
• Yeso y Anhidrita: Más soluble que el carbonato cálcico. Condiciones climáticas. Baja CRAD.
• Sales más solubles que el yeso: Condiciones adversas.

Tipos de Minerales de la Arcilla

• Laminares:
  • 1:1(T:O): Caolinita (Si, Al): no sustituciones isomórficas; estructura eléctricamente neutra; no necesita adsorción de cationes; CIC muy baja = baja fertilidad; distancia basal: 7.2Å; la haloisita es caolinita hidratada. De suelos muy alterados; se neoforma favorablemente. En suelos tropicales o ácidos bien drenados.
  • 2:1(T:O:T):
    • Con distancia basal constante: Illita (Si, Al, Fe, Mg): arcillas micáceas, moscovita. Fijación de K en los huecos hexagonales de la superficie siloxana; distancia basal 10Å; K no intercambiable; fuente potencial de K.
    • Con distancia basal variable:
      • Grupo de las Vermiculitas: Estructura similar a micas; carga eléctrica menor; compensación por adsorción de cationes (Mg) hidratados; mineral expansivo (menos que esmectitas); distancia basal (10 - 15Å).
      • Grupo de las Esmectitas: Estructura similar a Illita; menos sustituciones isomórficas < carga eléctrica en superficie; compensación mediante cationes hidratados; Alta CIC; gran capacidad de expansión-contracción; distancia basal (9,6 - 18Å).
    • Clorita: T:O:T:O. No expansiva; heredadas y neoformadas; CIC baja; distancia basal 14Å; capa octaédrica de Mg+2 ó Al+3.
    • Interstratificados: 2:1, muy semejantes; alternancia de illita-vermiculita; illita-esmectita, clorita-vermiculita, clorita-esmectita, caolinita-esmectita; distancia basal es la suma de las distancias basales de los minerales que lo componen.
• Minerales Fibrosos: 2:1, láminas invertidas parcialmente; forman canales en los que están los cationes intercambiables; alto poder absorbente.

Textura del Suelo

Expresión sintética que define el suelo en función del tamaño de partículas. Granulometría: medición de granos de formación sedimentaria.

Límites Texturales

• 2mm
• 0.2mm
• 0.05mm
• 0.02mm
• <0.002mm

Término Textural

Determinada composición de las clases texturales (arenas, limos, arcillas).

Características

• Superficie específica
• Porosidad (macro, micro)
• Elementos gruesos, arenas gruesas, arenas finas, limos, arcillas.

Estructura del Suelo

Unión de partículas pequeñas para formar agregados. Empaquetamiento por cohesión + agua.

Espesor DCD

• +valen,+fuerza,-espe.
• +Conce,-espe.

Tipos de Estructura según su Forma

• Granular
• Migajosa
• Laminar
• Bloques
• Prismas

Factores que Influyen en la Estructura

• Microorganismos
• Lombrices
• Arcillas
• Humectación-desecación
• Técnicas de cultivo
• Riego
• Calidad del agua
• Hielo-deshielo

Efectos de la Estructura

• En superficie evita el sellado
• Infiltración
• Disminuye la escorrentía
• Espacio de huecos
• Compacidad
• Erosionabilidad

Propiedades de Consistencia del Suelo

• Compacidad
• Adhesividad
• Plasticidad
• Friabilidad
• Dureza

Funciones del Suelo

• Ingeniería Química: Descomposición de la materia orgánica, mantienen la productividad.
• Regulación Biológica: Regulan la actividad de la ingeniería química.
• Ingeniería del Ecosistema: Diseñan la estructura.
• Diversidad Funcional: Varios grupos hacen lo mismo.
• Redundancia: Las especies se superponen.
• Resiliencia: Capacidad de retornar a las condiciones previas a una perturbación.

Tipos de Organismos del Suelo

• Fotosintetizadores: Plantas, bacterias, algas.
• Descomponedores: Bacterias, hongos.
• Mutualistas: Bacterias, hongos.
• Patógenos: Bacterias, hongos.
• Parásitos: Nematodos, microartrópodos.
• Consumidores de raíces: Nematodos, macroartrópodos.
• Consumidores de bacterias: Protozoos, nematodos.
• Consumidores de hongos: Nematodos, microartrópodos.
• Trituradores: Lombrices, macroartrópodos.
• Superdepredadores: Nematodos, artrópodos grandes, ratones.

Fertilidad Física del Suelo

• Soporte material de las raíces.
• Porosidad.
• Capacidad de campo (agua gravitacional): agua retenida que no se va por gravedad.
• Coeficiente hídrico: poca agua retenida por fuerzas, el agua no sale sin extraerla.

CIC

Capacidad de intercambio catiónico: capacidad del cambiador de adsorber cationes en solución externa y desprenderse de otro de la sede de intercambio.

Procesos Redox

Grado de aireación con condiciones aerobias y reducción progresiva. Aireación del suelo: condiciones de exceso de agua y condiciones locales de reducción.

Humificación

Degradación, oxidación, condensación y fijación de N.