La absorción de nutrientes en el suelo. Características del suelo

1. Introducción
2. Características del suelo
2.1 Fases del suelo
2.2 Partículas del suelo
2.3 Características físicas del suelo:
2.3.1 Densidad
2.3.2 Textura
2.3.3 Estructura
2.3.4 Porosidad
2.3.5 Color
2.4 Características químicas del suelo:
2.4.1 pH
2.4.2 Capacidad intercambio catiónico.
3. Estado de los nutrientes en el suelo
4. Dinámica de los nutrientes en el suelo
5. Captación y absorción de los nutrientes en el suelo
6. Quelatos, Chaperonas y Sideróforos
7. Transporte por la planta

1. Introducción

Para tener un buen manejo de los cultivos y que se desarrollen en las mejores condiciones posibles, debemos conocer la dinámica de los nutrientes en el suelo, así como sus características físicas, químicas y biológicas. Púes, todas estas características del suelo determinarán la mayor o menor disponibilidad de los nutrientes para las plantas y, por tanto, limitarán su rendimiento.

2. Características del suelo para cultivo

El suelo es una mezcla heterogénea y variable de partículas minerales inorgánicas, materia orgánica en descomposición, microorganismos, aire, sales inorgánicas y moléculas orgánicas disueltas en agua.

Fig. 1: Componentes de un suelo de textura media considerado como óptimo para las plantas: aire, agua, materia mineral y materia orgánica

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Como sustrato físico, químico y biológico complejo que es el suelo contiene una fase sólida, una líquida y otra gaseosa que posee partículas orgánicas e inorgánicas que les confieren sus características físicas y químicas.

2.1 Fases del suelo

La fase sólida es la fase predominante del suelo. En ella nos encontramos partículas inorgánicas que actúan como reserva de K, Ca, Mg, Fe, etc., y compuestos orgánicos que contienen N, P, S, organismos vivos o en descomposición, entre otros elementos.

La fase líquida constituye la solución del suelo, que contiene iones minerales disueltos, y actúa como medio de transporte de los iones hacia la raíz.

La fase gaseosa la constituyen los gases como el O2, N, CO2 que están disueltos en la solución del suelo.

2.2 Las partículas del suelo

Los suelos contienen partículas orgánicas e inorgánicas que según su tamaño o como se agrupen entre ellas podemos diferencia los distintos tipos de suelo.

Las partículas orgánicas del suelo se originan a partir de productos de descomposición de animales, plantas y microorganismos muertos.

La materia orgánica participa en el mantenimiento del agua capilar, así como en la retención de los nutrientes minerales. El contenido óptimo de materia orgánica en el suelo está en torno a 5-10%.

El humus o coloide orgánico se forma naturalmente en los suelos por descomposición de la materia orgánica. Tiene una estructura amorfa y, al igual que las arcillas, tiene carga negativa lo que le permite retener iones (cationes).

Muchas partículas inorgánicas del suelo son redes cristalinas que consisten en reordenamientos tetraédricos de las formas catiónicas de aluminio y silicio (Al3+ y Si4+) unidos a átomos de oxígeno para formar aluminatos y silicatos. Cuando cationes de menor carga sustituyen al Al3+ y Si4+, las partículas inorgánicas del suelo quedan cargadas negativamente.

2.3 Características físicas del suelo

El tamaño de las partículas minerales de los suelos determina las características físicas del suelo como la densidad, textura, estructura, porosidad y color, y en gran medida el buen desarrollo de las plantas.

La densidad aparente de un suelo es una característica que nos dice las condiciones en las que se encuentra un suelo con respecto a la compactación, porosidad, disponibilidad de agua y oxígeno, etc. Se define como la relación existente entre la masa y el volumen de suelo. A medida que aumenta la densidad disminuye la porosidad total del suelo y, por tanto, la cantidad de agua disponible que limitara el crecimiento radicular de las plantas (Duchaufour, 1975).

Fig. 2: Relación entre la densidad aparente y la porosidad total del suelo (Duchaufour, 1975).

La densidad real es la relación entre el volumen de las partículas del suelo y el volumen que estás ocupan sin tener en cuenta la porosidad. La porosidad del suelo se puede determinar mediante la ecuación siguiente:

Fórmula de la porosidad del suelo

Siendo:
Pt: porosidad total (%)
Dr: Densidad real (gr/cm3)
Da: Densidad aparente (gr/cm3)

La textura del suelo hace referencia al tamaño de las partículas individuales, clasificándose las distintas fracciones en grava, arena gruesa, arena fina, limo y arcilla.

Fig. 3: Tamaño de las partículas del suelo según la escala internacional (USDA).

La estructura hace referencia a la organización de las partículas del suelo en grupos o agregados. Los agregados o peds están formados por partículas individuales (minerales, materia orgánica y huecos) que le confieren al suelo una determinada estructura. El proceso dominante por el que se unen los agregados es la floculación (unión entre arcillas por cationes atraídos a su superficie). El suelo carece de estructura si las arcillas están dispersan y no floculadas.
La estructura de un suelo se determina en función del grado, clase y tipo de agregados que tenga el suelo.

El grado de estructura es la cohesión que hay entre los agregados y se pueden distinguir 4 grados de estructura.

1. Sin estructura: No existen agregados visibles.
2. Estructura débil: Escasos agregados apenas visibles y con mucho material no agregado.
3. Estructura moderada: Agregados bien formados y diferenciados con poco material no agregado.
4. Estructura fuerte: Agregados bien formados y diferenciados con poco o ningún material no agregado.

La clase de estructura hace referencia al tamaño medio de los agregados individuales y se pueden distinguir 5 tipos de estructuras. 1) Muy fina o muy delgada; 2) Fina; 3) Mediana; 4) Gruesa y 5) Muy gruesa o muy espesa.

El tipo de estructura describe la forma de los agregados individuales y se pueden distinguir 6 tipos de estructuras.

1. Migajosa o grumosa: agregados porosos redondeados que no se ajustan a los agregados vecinos.
2. Granular: granos pequeños casi esféricos de arena, limo y arcilla forman agregados sin apenas poros en su interior. El agua circula muy fácilmente en este suelo.
3. En bloques: las partículas se agrupan formando bloques cuadrados o angulares. El agua no penetra y se mueve con facilidad por este suelo.
4. Laminar: las partículas se agrupan formando láminas o capas finas. Debido a que hay un solape entre estas láminas la circulación del agua se dificulta notablemente.
5. Prismática o columnar: las partículas se agrupan formando columnas o pilares verticales separados por fisuras pequeñas, pero bien definidas.
6. Poliédrica o angular: agregados de forma poliédrica, con superficie plana, aristas vivas y con vértices. Los agregados encajan perfectamente los unos con los otros.
7. Sub angular o en bloques subangulares: agregados de forma poliédrica, con superficie no muy plana, aristas romas y sin forma de vértices.

Fig. 4: Distintos tipos de suelos con agregados grandes y pequeños formando diferentes horizontes

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La porosidad de los suelos es el % total de huecos que hay entre el material sólido del suelo, que puede ser del orden del 50%. La porosidad depende de la textura y estructura que tenga el suelo, pero también de la biota o microbiota presente. Así, podemos clasificar la porosidad según el tamaño del poro en:

1. Macroporo: Los poros tienen un diámetro mayor de 50 micras.
2. Mesoporo: poros entre 50-10 micras
3. Microporo: poros menores de 10 micras

La porosidad es un parámetro importante del suelo porque determina cómo será la fase sólida y gaseosa del suelo, así como la actividad biológica que se desarrollará en él, o la mayor o menor facilidad de penetración de los organismos y el agua. Los macroporos son la vía de circulación rápida del agua por gravedad, aire y raíces de las plantas. Facilita el drenaje y eliminación del exceso de agua y su distribución a los microporos donde quedará retenida.

En los microporos, el agua queda retenida en ellos y se mueve lentamente, en los de mayor tamaño pueden asimilarla las plantas, o quedar inmóviles en los de menor tamaño, siendo inaccesibles.

El color es un claro indicador de la naturaleza del material del que está hecho un suelo. A medida que se profundiza en el horizonte del suelo el color varía, debido a la diferente distribución de los pigmentos en el suelo. El sistema de notación del color se basa en la determinación de tres parámetros:

1. Matiz: expresa la longitud de onda dominante en la radiación reflejada, color espectral puro.
2. Croma o pureza: expresa la pureza relativa del color. La pureza cero corresponde con el color gris.
3. Intensidad o brillo: expresa la proporción de la luz reflejada y representa la amplitud de la radiación.

Fig.5: Distintos colores de suelos que indican mayor o menor presencia de materia orgánica, hierro y limo

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Los suelos arenosos son fácilmente disgregables mientras que los suelos arcillosos son particularmente inestables al tender a perder la estructura y llegando a formar una masa sólida pobremente aireada.

Los buenos suelos presentan una estructura desmenuzable, granulosa, que se consigue cuando el porcentaje en elementos finos (arcilla) está entre 12 y 18% (Porta, 2003).

Autor: Dpto. Agronomía de Infoagro

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