Propiedades Físicas del Suelo y el Crecimiento de las Plantas


El suelo es un recurso natural no renovable compuesto por sustancias sólidas (materia orgánica, organismos y minerales), agua y aire. La proporción en la que se encuentren estos componentes le confiere al suelo propiedades físicas, químicas y biológicas propias. La productividad de un suelo no sólo depende de los contenidos nutrimentales sino también de las características físicas del mismo, ya que como es bien conocido, el desarrollo de la parte aérea dependerá del desarrollo de la raíz. El desarrollo radical de las plantas está fuertemente influido por el balance entre humedad y aireación del suelo. Por lo tanto, antes de iniciar cualquier actividad agrícola o instalar una huerta, es importante conocer las propiedades físicas del suelo. 

¿Cómo afectan las propiedades físicas el desarrollo de los cultivos?

Las propiedades físicas de un suelo son el resultado de la interacion que se origina entre las distintas fases del mismo (suelo, agua y aire) y la proporción en la que se encuentran cada una de estas. La condición física de un suelo determina su capacidad de sostenimiento, facilidad para la penetración de raíces, circulación del aire, capacidad de almacenamiento de agua, drenaje, retención de nutrientes, entre otros factores. Las principales propiedades físicas que influyen en el desarrollo de los cultivos son las siguientes:

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Figura 1. Las propiedades físicas del suelo influyen fuertemente en el desarrollo de los cultivos.

Foto: Spradley, 2014.

Color del suelo. Es una de las características que permite describir a los distintos tipos de suelos. El color del suelo no tiene un efecto directo sobre el crecimiento de las plantas, pero indirectamente afecta la temperatura y la humedad del mismo. Mientras mayor cantidad de energía calorífica se encuentre en el suelo, se tendrá una mayor temperatura y evaporación. Se ha comprobado que los suelos oscuros bajo las mismas condiciones ambientales y sin cubierta vegetal, tienden a secarse más rápido. Por otro lado, los suelos húmedos son más oscuros que aquellos que se encuentran secos, además de que absorben mayor cantidad de luz que ayuda al incremento de temperatura del suelo y un desarrollo más acelerado del cultivo. El color del suelo también nos puede indicar de manera general el estado actual del mismo (Cuadro 1).

Al considerar el color de los suelos es importante conocer si proviene de un proceso de formación reciente o se trata de un color procedente del material parental.  El color del suelo puede servir de inicio para interpretar las propiedades del suelo en cuanto a aireación, drenaje o contenido de materia orgánica (MO).

 Cuadro 1. Características generales del suelo en base a algunos colores que presentan.

 Fuente: Castellanos, 2000.

Color

Características

Oscuro

Denota alto contenido de materia orgánica (MO). Sin embargo, suelos con bajo contenido de MO y exceso de sodio también puede tornarse oscuros por la disolución de la MO a pH alcalino. Otra razón es la presencia de MnO2 o carbón elemental después de la quema de residuos.

Rojo o amarillo

Propio de suelos viejos, puede ser producido por la presencia de Fe2O3 (rojos) o por FeO-OH (amarillos, cafés). Estos colores provienen de la oxidación e hidratación de los compuestos minerales de Fe, cuando el drenaje permite la aireación y las condiciones de humedad y temperatura son favorables.

Azul o verde olivo

Se originan por la presencia de Fe en forma reducida e indican largos períodos en condiciones inundadas cada año e inadecuada aireación.

Gris

Indican períodos prolongados bajo inundación e inadecuada aireación. Este color o blanquecino puede deberse por la falta de intemperización de roca madre de ese color o por depósitos de carbonato de calcio, así como la afloración de sales y/o remoción de Fe.

Textura del suelo.  La textura indica la proporción de las partículas fundamentales del suelo: arcilla, limo y arena, que se pueden agrupar en fina, media y gruesa. El diámetro de las partículas de arcilla es menor de 0.002 mm, las de limo están entre 0.002 y 0.05 mm y las de arena son entre 0.05 y 2.0 mm. La textura, además influye en la cantidad y disponibilidad de agua y nutrimentos, así como en la aireación, drenaje y accesibilidad en el uso de implementos agrícolas.

Suelos de textura gruesa. Son los suelos con más de 50 % de arena, pero contienen menos del 20 % de arcilla. Cuentan con una baja capacidad  para retener nutrientes y agua. La gran cantidad de poros grandes y  bajo contenido de arcilla provoca que se pierda más fácilmente agua y nutrientes, especialmente nitrógeno. Lo anterior ocasiona un desarrollo pobre de los cultivos al no cubrir sus necesidades nutricionales. La alta lixiviación y volatilización de nitrógeno en estos suelos hace necesario fraccionar la fertilización nitrogenada tanto como sea posible y la aplicación de materia orgánica. Por otra parte, la gran cantidad de poros grandes facilita la penetración y desarrollo del sistema radical de los cultivos.

Suelos de textura media. Son suelos con buena aireación y drenaje para el desarrollo de las raíces. Generalmente tienen menos de 35 a 40 % de arcilla y menos de 50 % de arena. Presentan una alta proporción de poros de tamaño medio a fino. Son suelos con una amplia capacidad productiva, disponibilidad de agua y nutrimentos. Son suelos que facilitan la penetración de las raíces y desarrollo más acelerado al tener un equilibrio entre las partículas de arena, limo y arcilla. Estos suelos pueden o no ser fácilmente desmenuzables, pero a medida que la proporción de limo sea mayor, el potencial de compactación también se incrementará. 

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Figura 2. Partículas del suelo.

Foto: Adaptada Intrigliolo.

Suelos de textura fina o pesada. Son suelos con más de 40 % de arcilla, aunque también se pueden agrupar aquellos con más de 60 % de limo. Presentan alta capacidad de retención de agua y nutrimentos. Estos suelos normalmente son los de más alta fertilidad natural. Sin embargo, deben manejarse con precaución, pues se compactan fácilmente cuando se labran o se cultivan en condiciones húmedas. Con niveles adecuados de MO son muy productivos, ya que se le brindan a las raíces las condiciones de aireación, humedad y alto contenido de nutrientes.

La textura también nos puede ayudar a determinar el tipo de cultivo a establecer. Cultivos como jícama y papa tienden a presentar deformaciones  en suelos con alto contenido de arcilla. Asimismo, cultivos  sensibles a patógenos del suelo como chile, son más susceptibles en suelos de textura pesada. El uso de la fertirrigación ha contrarrestado estos inconvenientes.

Humedad del suelo. Referida a la cantidad de agua disponible para la planta. Dicho contenido puede variar de acuerdo al tipo y cantidad de arcilla y el porcentaje de MO que se encuentre en el suelo. Entre mayor cantidad de arcilla y/o MO, mayor cantidad de agua retenida; es por ello que suelos arenosos suelen saturarse más rápidamente que un arcilloso. Es importante conocer el manejo de los riegos en el cultivo en base al tipo de suelo y evitar un estrés hídrico que repercuta en el rendimiento.

Conductividad hidráulica. Es definida como la capacidad del suelo para transmitir agua y oxígeno hacia el perfil del suelo. Su determinación es considerada como una medición indirecta de la compactación, de la  estabilidad estructural del suelo y/o posible presencia de sodio en la fase de intercambio. Una baja conductividad hidráulica (< 2.5 cm/h) puede deberse a un bajo contenido de materia orgánica, combinada con un alto contenido de sodio (>5 % de PSI), sobre todo en suelos de textura fina. Suelos con este problema pueden mejorar su condición al incorporarles una fuente calcio (yeso agrícola) y/o MO.

Penetrabilidad. Es la resistencia que presenta un suelo a la penetración radical y está íntimamente ligada a la densidad aparente (sólidos por unidad de volumen) y al nivel de humedad del suelo. Se mide con aparatos denominados penetrómetros y se expresa en kg/cm2. La penetrabilidad está estrechamente relacionada con el volumen de raíces. Según algunos estudios, resistencias mayores a 20 kg/cm2 medida a capacidad de campo, ocasiona crecimientos limitados de las raíces de cultivos de alfalfa, maíz y algodón.

La porosidad del suelo. La porosidad es la cantidad de espacio de los poros en el suelo y que se subdivide en macro y microporos. El porcentaje de porosidad es alto en suelos de textura fina con una mayor proporción de microporos, lo cual favorece una mayor retención de humedad en relación a un suelo arenoso. Por otro lado, a medida que aumenta la densidad aparente, la porosidad disminuye e influye directamente en la aireación del suelo, llegando a disminuir en casos extremos el desarrollo de las raíces. Los poros de diámetros de 0.2 a 0.3 mm limitan el crecimiento de raíces.

La compactación del suelo

La compactación del suelo está referida a la reducción de la porosidad de los suelos, incrementando la densidad aparente de éste. Por lo tanto, el fenómeno de compactación limita el espacio para el almacenamiento o movimiento del aire y agua dentro del suelo. Además es una de las principales causas de restricción física para el crecimiento radical de los cultivos. Los suelos con mayor tendencia a compactarse son suelos de texturas finas a  medias comparados con suelos de texturas gruesas. De igual manera, suelos con bajos contenidos de materia orgánica o con altos contenidos de humedad son más susceptibles a sufrirla.

Los mayores daños de compactación los encontramos en los campos agrícolas en los cuales se practica agricultura intensiva (elevado uso de maquinaria agrícola); normalmente se encuentran problemas de compactación a diferentes profundidades, dependiendo del tipo de implemento que se use en la preparación del suelo,

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Figura 3. La compactación del suelo limita la germinación de las plantas

Foto: Tasistro.

Efectos de la compactación del suelo

Aireación. Se reduce el espacio poroso, limitando la capacidad del suelo para retener agua y oxígeno, indispensables para el desarrollo radicular de las plantas.

Movimiento del agua. En suelos compactados hay pocos macroporos y no hay capacidad para el movimiento descendente del agua, por ello, las raíces no pueden expandirse o sus pelos absorbentes no pueden penetrar poros inferiores a sus diámetros. Como consecuencia de lo anteriormente descrito,  se obtiene un bajo rendimiento del cultivo debido al pobre desarrollo de las raíces.

Emergencia. Desde el inicio del cultivo puede repercutir en la emergencia de la plántula debido a la dificultad mecánica que le representa poder atravesar un suelo más denso.  

Disponibilidad de nutrientes. La compactación disminuye la proporción de los macroporos en el suelo, logrando aumentar el contacto entre raíz y partículas, favoreciendo que la intersección de nutrientes por la raíz sea mayor. Sin embargo, el efecto de poros pequeños evita un desarrollo considerable de la raíz; por lo tanto, se tiene una menor área explorada por el sistema radical y por ende, menor toma de nutrientes. 

Fuentes consultadas

-Castellanos, J. Z. 2000. Manual de Interpretación de Análisis de Suelos, Aguas. Ed. Intagri. Gto., México. 186 p.

-Gutiérrez, F.; González, A.; Pérez, D.; Franco, O.; Morales, E.; Saldívar, P.; Martínez, C. 2012. Compactación Inducida por el Rodaje de Tractores Agrícolas en un Vertisol. Rev. Terra Latinoamericana. 30 (1). Chapingo, México. 1-7p.

-Amézquita C. E.; Chávez O. L. 1999. La Compactación del Suelo y sus Efectos en la Productividad de los Suelos. San José. Costa Rica. 25 p.

-FAO. s.f. Soluciones para la compactación del suelo. Ed. La Organización de la Naciones Unidad para la Alimentación y la Agricultura (FAO). Roma, Italia. 23 p.

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Comentarios

Anónimo comentó:
Publicado: 2017-02-22 09:59:10
exelentes articulos. muy hacertados con la practica
usuario_271654274 comentó:
Publicado: 2017-02-22 10:34:56
Me parece muy importante el conocimiento de los tipos de suelos para tener una una mejor campaña de cosecha en los cultivos.
amluis comentó:
Publicado: 2017-02-22 12:22:21
Muchas gracias por los comentarios. Es grato saber que son de interés, para considerarlos como guía en la práctica y como bien lo comentas es indispensable conocer las características de los diferentes suelos para un mejor manejo y aprovechamiento de los mismos. Recuerda que aun puedes inscribirte a nuestros cursos sobre la fertilidad del suelo donde podrás ampliar tus conocimientos y armar un plan de fertilización para mas de 41 cultivos. Saludos
usuario_719317486 comentó:
Publicado: 2017-03-16 09:30:35
EXCELENTES ARTICULOS, saludos.
amluis comentó:
Publicado: 2017-03-21 11:06:12
Muchas gracias por el comentario, esperamos te sea de utilidad. Saludos
Anónimo comentó:
Publicado: 2018-01-11 05:56:43

muy bueno todo ésto... me gustaría se hiciera un análisis del  perfil cultural de suelos, metodología aplicada en la agricultura brasileña.... dicha metodología tiene que ver con un análisis de suelo evaluando el efecto del manejo de suelos cultivos sobre el suelo como elemento de diagnóstico...

alvaro_bonilla comentó:
Publicado: 2018-01-26 12:36:32

Hola... muchas gracias por su comentario y la aportación, estaremos trabajando en el tema para su publicación. 

Saludos.