domingo, 8 de febrero de 2015

Macrobiología


MACROORGANISMOS

MESOFAUNA
Son invertebrados macroscópicos del suelo; los 3 componentes más representativos de este grupo son los artrópodos, las lombrices, y los nemátodos. Son entre 0,1 mm y 2 mm de tamaño, que viven en el suelo o en una capa de hojarasca sobre la superficie del suelo.

Desempeñan un papel importante en el ciclo del carbono, Poseen una capacidad limitada de excavar túneles o canales, viviendo más comúnmente en los poros del suelo. Se alimentan de restos orgánicos,microflora, microfauna y otros invertebrados de su tamaño.

Entre sus representantes se encuentran las lombrices, ácaros, arañas,ciempiés, saltamontes, grillos, termitas, mariposas, polillas, mosquitos, hormigas, abejas, caracoles, babosas, etc.






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Figura 2. Mesofauna del suelo.

Artrópodos: Animal invertebrado con un exoesqueleto(esqueleto externo), un cuerpo segmentado, y apéndices articulados. “piesarticulados” e incluye los insectos,arácnidos, crustáceos, y otros, se caracterizan por sus extremidades articuladas y las cutículas. La cutícula rígida impide el crecimiento, por lo que los artrópodos deben reemplazar periódicamente la muda de esta “piel”.

Lombrices: La Lombriz de tierra es el nombre común para los miembros más grandes de la clase Oligochaeta del filum Annelida.

Nematodos: Las especies de nematodos son muy difíciles de distinguir y más de 28.000 han sido descritas de los cuales más de 16.000 son parásitas; convirtiendo a la mesofauna en uno de los grupos con más parásitos

MACROFAUNA
Son los animales que tienen un ancho de cuerpo mayor a 2 mm y que pertenecen a distintos Filos, Clases y Órdenes (Tabla 1).

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Su modo de vida, sus hábitos de alimentación, sus movimientos en el suelo, sus excreciones y su muerte tiene impactos directos e indirectos en su hábitat. Las actividades biológicas de la macrofauna del suelo regulan los procesos del suelo y la fertilidad a un grado significativo.

Operan en escalas de tiempo y espacio más amplias que los individuos más pequeños, se caracteriza por tener ciclo biológico largo (un año o más), baja tasa reproductiva, movimientos lentos y poca capacidad de dispersión. Desde el punto de vista de la alimentación incluye individuos que son herbívoros, detritívoros y depredadores.
 
 Figura 2. Mamíferos del suelo

MACROFLORA

La  macroflora presente en los suelos es muy importante en la formación de los mismos, debido a que los árboles protegen al suelo de la erosión ya que sus ramas y hojas detienen el impacto de las gotas de agua, además sus raíces se entierren y fragmentan la roca madre formando partículas de suelo más pequeñas y sus hojas al caer aumentan la riqueza en nutrientes del suelo.

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Figura 3. Macroflora del suelo.


Bibliografía recomendada:

* INTRODUCCIÓN  A LA  CIENCIA DEL SUELO DANIEL F. JARAMILLO J. UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA FACULTAD DE CIENCIAS MEDELLÍN 2002; CAPÍTULO 1. LOS FACTORES DE FORMACIÓN DEL SUELO; 3. LOS ORGANISMOS; 3. LOS ORGANISMOS; 3.1.3. La meso y macrofauna del suelo Pag 55-57

Microbiología

MICROORGANISMOS

MICROFLORA
Abarca las bacterias, arqueas, cianobacterias, hongos, actinomicetos, mixomicetos y levaduras (grupos tróficos).
Las algas son productores primarios (fotosintéticos), mientras que existen los hongos descomponedores y otros incluso depredadores (carnívoros) de la “microfauna”, algunos actinomicetos son los que desprenden el olor del suelo tras las lluvias, se les considera los descomponedores de la materia orgánica por antonomasia.

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Figura 1. Microorganismos presentes en el suelo

MICROFAUNA
Son los más pequeños de la fauna del suelo y son menos de 0,1 mm de tamaño, las dos criaturas del suelo más importantes son los nematodos y protozoos.

Los nemátodos se producen ampliamente en los suelos, especialmente en suelos arenosos. dependen de una fina película de agua alrededor de las partículas para su movimiento.
Los protozoos son pequeños y variables en forma, son grandes consumidores de bacterias. Están bien adaptados a la vida en el suelo, ya que se deslizarse sobre superficies relativamente fácilmente, se alimentan de las partículas del suelo, las raíces y las películas delgadas de agua en el suelo.
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Figura 2. Microorganismos presentes en el suelo

Generalmente se alimentan la de microflora, pueden ser depredadores o consumidores de las raíces, como los nematodos fitoparásitos, también abundan depredadores, protozoos etc. que se alimentan de otros elementos de la microfauna, e incluso de la mesofauna, como lo hacen los nematodos entomófagos.

Los protozoarios son las formas más pequeñas de vida animal. La mayor parte de ellos se alimenta principalmente de bacterias, los nemátodos, se alimentan de materia orgánica en descomposición, de elementos de la microflora del suelo y posiblemente de protozoarios. Varios son depredadores de otros elementos de la fauna del suelo, incluyendo otros nemátodos.

Videos recomendados:

A close-up of creatures living beneath the soil - Deep Down & Dirty: The Science of Soil - BBC Four

Bibliografía recomendada:

INTRODUCCIÓN  A LA  CIENCIA DEL SUELO DANIEL F. JARAMILLO J. UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA FACULTAD DE CIENCIAS MEDELLÍN 2002; CAPÍTULO 1. LOS FACTORES DE FORMACIÓN DEL SUELO; 3. LOS ORGANISMOS; 3. LOS ORGANISMOS; 3.1.2. La microbiota del suelo Pag 50-55

 

Organismos en el suelo

ORGANISMOS DEL SUELO

El suelo es una mezcla de materias orgánicas e inorgánicas conteniendo una gran variedad de macroorganismos (por ejemplo lombrices, hormigas, tijerillas, etc.) y microorganismos (como bacterias, algas, hongos), provee ancla y soporte para las plantas, las cuales extraen agua y nutrientes de él. Estos nutrientes están devueltos al suelo por la acción de los organismos del suelo sobre las plantas muertas o en vía de morirse y la materia de origen animal.

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Figura 1. Relación biomasa-nutrientes

Clasificación de los organismos del suelo por su tamaño

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Figura 2. Cuadro de organismos en el suelo. Adaptación Swift et al 1979.
http://www.javeriana.edu.co/biblos/tesis/ciencias/tesis123.pdf

Bibliografía recomendada:

 INTRODUCCIÓN  A LA  CIENCIA DEL SUELO DANIEL F. JARAMILLO J. UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA FACULTAD DE CIENCIAS MEDELLÍN 2002; CAPÍTULO 1. LOS FACTORES DE FORMACIÓN DEL SUELO; 3. LOS ORGANISMOS Pag 45 3. LOS ORGANISMOS, 3.1. LA BIOTA DEL SUELO.
http://www.bdigital.unal.edu.co/2242/1/70060838.2002.pdf

Propiedades Químicas

PROPIEDADES QUÍMICAS DEL SUELO

Según Fassbender (1982), la química de suelos es aquella parte de la ciencia del suelo que estudia la composición, las propiedades y reacciones químicas de los suelos. Algunas de ellas son:

Capacidad de Intercambio Catiónico (CIC)
Es una medida de cantidad de cargas negativas presentes en las superficies de los minerales y componentes orgánicos del suelo (arcilla, materia orgánica o sustancias húmicas) y representa la cantidad de cationes que las superficies pueden retener (Ca, Mg, Na, K, NH4 etc.). El nivel de CIC indica la habilidad de suelos a retener cationes, disponibilidad y cantidad de nutrientes a la planta, su pH potencial entre otras. Un suelo con bajo CIC indica baja habilidad de retener nutrientes, arenoso o  pobre en materia orgánica.
El pH del Suelo
El pH determina el grado de adsorción de iones (H+) por las partículas del suelo e indica si un suelo está acido o alcalino. Es el indicador principal en la disponibilidad de nutrientes para las plantas, influyendo en la solubilidad, movilidad, disponibilidad y de otros constituyentes y contaminantes inorgánicos presentes en el suelo.  El valor del pH en el suelo oscila entre 3,5 (muy ácido) a 9,5 (muy alcalino).Los suelos muy ácidos tienden presentar cantidades elevadas y tóxicas de Al y Mn. Los suelos muy alcalinos tienden a dispersarse.La actividad de los organismos del suelo es inhibida en suelos muy ácidos y para los cultivos agrícolas el valor del pH ideal se encuentra en 6,5.


Figura 2. Rango de pH del suelo
http://www.hydroenv.com.mx/catalogo/index.php?main_page=page&id=33

Nutrientes para las Plantas
La cantidad de nutrientes presente en el suelo determina su potencial para alimentar organismos vivos. Los 16 nutrientes esenciales para el desarrollo y crecimiento de las plantas se suelen clasificar entre macro y micro nutrientes dependiendo de su requerimiento para el desarrollo de las plantas.
Los macronutrienes se requieren en grandes cantidades e incluyen Carbono(C), Hidrógeno (H), Nitrógeno(N), Fósforo (P), Potasio (K), Calcio (Ca), Magnesio (Mg), Azufre(S). 
Los micronutrientes por otro lado se requieren en pequeñas, su insuficiencia puede dar lugar a carencia y su exceso a toxicidad, se refieren a Hierro (Fe), Zinc (Zn), Manganeso (Mn), Boro (B), Cobre (Cu), Molibdeno (Mo), Cloro (Cl).



La salinización del suelo
Se refiere a la acumulación de sales solubles en agua en el suelo. Las sales que se pueden encontrar en un nivel freático salino se transportan con el agua a la superficies del suelo mediante ascenso capilar y  una vez que el agua se evapore se acumulan en la superficie del suelo. La salinización suele ocurrir con manejo de riego inapropiado sin tomar en consideración el drenaje e lixiviación de los sales por fuera de los suelos. Las sales también se pueden acumular naturalmente o por la intrusión de agua marina. La salinización elevada en el suelo lleva a la degradación de los suelos y la vegetación.

La alcalinización del suelo
La alcalinización del suelo se define como el exceso de sodio intercambiable en el suelo. A medida que su concentración incrementa en el suelo empieza a reemplazar otros cationes. Los suelos alcalinos se frecuentan en regiones áridas y semiáridas y se encuentran muchas veces inestables con propiedades físicas y químicas muy pobres. Debido a ello el suelo se encuentra impermeable disminuyendo la infiltración, percolación,  infiltración del agua por el suelo y por último el crecimiento de las plantas.

Bibliografía recomendada:

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA –UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente   Propiedades y contaminación del suelo; CAPITULO 2. PROPIEDADES FISICAS Y QUIMICAS DEL SUELO; Lección 9. Las propiedades químicas del suelo (Intercambio iónico, acidez –alcalinidad).
http://datateca.unad.edu.co/contenidos/358013/ContenidoEnLinea/leccin_9_propiedades_qumicas_del_suelo_intercambio_ionico_acidez__alcalinidad.html

jueves, 5 de febrero de 2015

Propiedades Físicas

PROPIEDADES FÍSICAS DEL SUELO

Las propiedades del suelo que están directamente relacionadas con su forma, tamaño, color, temperatura, textura, humedad, porosidad y densidad, y que además pueden ser evaluadas mediante magnitudes físicas internacionales, se denominan propiedades físicas del suelo. Algunas de ellas son:

Color
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.


Los colores oscuros en los horizontes superiores del suelo indican buenos contenidos de materia orgánica, debido a la formación de complejos de humus y arcilla en la estructura.

Los colores rojos en los suelos, indican buenas condiciones de drenaje y ventilación así como alto grado de meteorización y la presencia de minerales de óxido de hierro y aluminio.


Los colores grises a blancos, reflejan la presencia de contenidos importantes de cuarzo, caolinita u otras arcillas silicatadas, carbonatos de calcio o magnesio, yeso y sales; indicando en la mayoría de los casos mal drenaje y bajos contenidos de coloides como la arcilla y el humus.





Figura 1. Tipos de colores que se pueden encontrar en los suelos.
http://cruochapingohuatusco.blogspot.com/2010/09/propiedades-fisicas-del-suelo.html

         Textura
     Establece las cantidades y distribución de las partículas que lo componen, en tamaños menores de 2mm, estas partículas se agrupan en tres tipos: Arena (A), Limo (L) y Arcilla (Ar).
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Figura 2. Textura del suelo.

 Estructura
El arreglo estructural del suelo está íntimamente ligado al porcentaje, tipo y distribución de los componentes de su fase sólida, como los minerales y la materia orgánica, describe la forma, disposición de las partículas del suelo o configuración de los agregados individuales del suelo.

Figura 3. Estructura del suelo

Densidad y Porosidad
      Estas propiedades están estrechamente ligadas y su comportamiento depende del tipo de suelo que se esté estudiando. La porosidad de un suelo, es el volumen de éste que no se encuentra ocupado por sólidos que componen su textura o materiales orgánicos. Existen dos tipos principales de poros en el suelo: micro poros y macro poros. Los microporos o poros pequeños, se deben a la distribución de las partículas básicas componentes del suelo, por los que se llaman poros texturales. En los microporos se encuentra el agua retenida por acción de los coloides (arcilla y materia orgánica humificada), y es la que enriquece la solución del suelo, con fines de proveer nutrientes a las plantas. Los macro poros, o poros grandes, se deben al arreglo estructural del suelo y constituyen los poros por donde circula grandes flujos de agua y aire.



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Figura 4. Densidad y porosidad del suelo. 

Humedad y Drenaje
Da cuenta de la cantidad de agua presente en el suelo y de cómo se comporta este con condiciones de saturación.

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Figura 5. Humedad del suelo
La resistencia del suelo a ser deformado o amasado gobernada por las fuerzas físicas de adhesión y cohesión, las cuales dependen del contenido de humedad del material, es por esto que la consistencia se expresa en términos de seca, húmeda y mojada.

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http://geotecnia-sor.blogspot.com/2010/11/consistencia-del-suelo.html

Bibliografía recomendada:

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA –UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente   Propiedades y contaminación del suelo; CAPITULO 2. PROPIEDADES FISICAS Y QUIMICAS DEL SUELO; Lección 7. Propiedades físicas del suelo (Estructura, textura, Color, densidad y porosidad).
http://datateca.unad.edu.co/contenidos/358013/ContenidoEnLinea/leccin_7_propiedades_fisicas_del_suelo_estructura_textura_color_densidad_y_porosidad.html




Perfil y Fases

Perfil del Suelo

El perfil del suelo esta conformado por una serie de horizontes (capas), las cuales presentan procesos y materiales distintivos que dependen de variables como por ejemplo el material de origen, el clima, la vegetación presente y el tipo de manejo. Los horizontes más frecuentes del suelo se denotan con letras mayúsculas.


Figura 1. Horizontes del suelo según magnitud de meteorización.
http://www.dominicanaonline.org/diccionariomedioambiente/es/verInformacion.aspx?id=1178

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Figura 2. Perfil general de un suelo. El espesor, presencia y composición de los horizontes varía en función del tipo de suelo y las condiciones climáticas. 
http://www2.inecc.gob.mx/publicaciones/libros/459/cap1.html


FASES QUE CONSTITUYEN EL SUELO

El suelo como cuerpo natural, se encuentra en continuos procesos y dinámicas que le confieren su carácter integral. Está constituido por tres fases: fase sólida (constituida por minerales y materia orgánica), fase líquida (formada por el agua que ocupa los espacios porosos (capilares, poros, grietas, galerías) retenida por los coloides (arcillas y materia orgánica) en micro poros, o que circula libremente por poros más grandes formados por los limos y las arenas) y fase gaseosa (constituida por el aire que entra en los espacios porosos desde la superficie y circula por el suelo).
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Figura3. Fases que constituyen el suelo
http://www.safa.edu.uy/suelo/capitulo1.htm

La distribución porcentual de las tres fases va a depender de algunas condiciones propias como la textura, la densidad y el contenido de materia orgánica, así como de manejo por el hombre como el tipo de labranza y el riego, el arreglo estructural del suelo está íntimamente ligado al porcentaje, tipo y distribución de los componentes de su fase sólida, como los minerales y la materia orgánica.

Bibliografía recomendada:

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA –UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente   Propiedades y contaminación del suelo; UNIDAD 1. CARACTERIZACIÓN Y PROPIEDADES DEL SUELO; Lección 4.  Perfil y composición del suelo.
http://datateca.unad.edu.co/contenidos/358013/ContenidoEnLinea/leccin_4_perfil_y_composicin_del_suelo.html

Mecánica de los suelos-Duque Escobar, Gonzalo and Escobar Potes, Carlos Enrique (2002) Mecánica de los suelos. Universidad Nacional De Colombia.
 http://www.bdigital.unal.edu.co/1864/#sthash.Ojcp0Xb5.PVHvzqJV.dpuf

* Origen formación y constitución del suelo, fisicoquímica de las arcillas Capítulo 1

Formación del Suelo

Los factores de formación del suelo

La génesis de un suelo es el resultado de las interacciones de factores pedológicos que bajo la acción de procesos de pérdidas, ganancias, transformaciones y translocaciones, imprime a éste características determinadas, estos factores y procesos de formación, van a darle al suelo características morfológicas, físicas, químicas y biológicas particulares, dentro de un paisaje geográfico determinado.

La formación del suelo, se realiza a medida que los materiales parentales (de origen), se desintegran por procesos físicos como la acción del agua, la temperatura, el viento, el relieve y la gravedad; químicos como los procesos de oxidación, reducción, hidrólisis, hidratación, descomposición, carbonatación y solubilización; así como biológicos ocasionados por la perturbación realizada por las raíces de las plantas, hormigas, termitas, lombrices y otros organismos que crean canales, poros y agregados que van a influir en el transporte de gases, agua y nutrientes. Estos factores y procesos de formación, van a darle al suelo características morfológicas, físicas, químicas y biológicas particulares, dentro de un paisaje geográfico determinado.

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Figura 1. Proceso de formación del suelo.
Videos recomendados:

* Formación del suelo




Caracterización y Propiedades del Suelo

¿Qué es el suelo y cuál es su importancia para los ecosistemas terrestres y el hombre?


Conceptualmente, el término suelo, que deriva del latín solum, significa piso, y puede definirse como la capa superior de la Tierra que se distingue de la roca sólida y en donde las plantas crecen (Navarro y Navarro, 2000). Las primeras aproximaciones conceptuales del suelo, las hizo Dokuchaev (a finales del siglo XIX), quien propuso la palabra suelo como término científico y lo definió como: “Aquellos horizontes de roca que, diaria o casi diariamente, cambian sus relaciones bajo el influjo conjunto del agua, el aire y varias formas de organismos vivientes y muertos”. Además, Dokuchaev concibió el suelo como “un cuerpo natural independiente y evolutivo formado bajo la influencia de cinco factores”, de los cuales él consideraba que la vegetación era el más importante.


El Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA), ente encargado de la nomenclatura y de las claves taxonómicas internacionales del suelo, define al mismo como: “Cuerpo natural compuesto de sólidos (materia mineral y orgánica), líquidos y gases, que ocurre sobre la superficie de la tierra, ocupa un espacio y está caracterizado por una o ambas de las siguientes: Horizontes, o capas diferenciadas del material de origen como resultado de adiciones, pérdidas, transferencias y transformaciones de energía y materia o bien por la capacidad para soportar las raíces de las plantas en el medio ambiente natural” (Soil Survey Staff, 1998).


En la actualidad, por efecto de la influencia ambiental, de la sostenibilidad y de la sistémica, se han elaborado algunas definiciones un poco más holísticas del suelo:


Para Jaramillo et al (1994) el suelo es aquella delgada capa, de pocos centímetros hasta algunos metros de espesor, de material terroso, no consolidado, que se forma en la interfase atmósfera – biosfera – litosfera. En ella interactúan elementos de la atmósfera e hidrosfera (aire, agua, temperatura, viento, etc.), de la litosfera (rocas, sedimentos) y de la biosfera y se realizan intercambios de materiales y energía entre lo inerte y lo vivo, produciéndose una enorme complejidad.


Hillel (1998) considera el suelo como un cuerpo natural involucrado en interacciones dinámicas con la atmósfera que está encima y con los estratos que están debajo, que influye el clima y el ciclo hidrológico del planeta y que sirve como medio de crecimiento para una variada comunidad de organismos vivos. Además, él juega un papel ambiental preponderante como reactor bio-físico-químico que descompone materiales de desecho y recicla dentro de él nutrientes para la regeneración continua de la vida en la Tierra.


Estos autores hacen énfasis en un hecho fundamental que sustenta la razón de ser de la Ciencia del Suelo: El suelo no es simplemente el material producido por la meteorización que se ha acumulado en la superficie terrestre, es decir, el suelo no es producto de la meteorización, sin embargo, se vienen considerando otras definiciones del suelo de manera sistémica, como la de Sánchez de Prager (2007), definiendo al suelo como: “un sistema vivo, debido a que nace sufre una génesis que lleva a su formación; tiene una estructura, que le confieren los coloides minerales, orgánicos y los organismos; poseen metabolismo propio, aspira oxígeno (O2) y libera gas carbónico (CO2) mediante procesos de mineralización y síntesis; forma materiales de reserva, humus, y puede envejecer y morir”.


Estas aproximaciones conceptuales, muestran la importancia del suelo como recurso natural, que provee una gran cantidad de servicios ecológicos, agrícolas, pecuarios y urbanísticos al ser humano. A pesar de ello, el suelo es un recurso natural no renovable que puede sufrir procesos de degradación y contaminación de manera natural o antrópica; que lo hacen muy susceptible.

Videos Relacionados: 
* Gea y la Formación de las rocas partes 1, 2 y 3. (Instituto geológico y minero de España)





Bibliografía recomendada:

* UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA –UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente   Propiedades y contaminación del suelo; UNIDAD 1. CARACTERIZACIÓN Y PROPIEDADES DEL SUELO; Lección 1. El suelo: Aproximación conceptual.

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA –UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente   Propiedades y contaminación del suelo; UNIDAD 1. CARACTERIZACIÓN Y PROPIEDADES DEL SUELO; Lección 2. Formación del suelo.
http://datateca.unad.edu.co/contenidos/358013/ContenidoEnLinea/leccin_2_formacin_del_suelo.html