MEDIO AMBIENTE TERRESTRE

 

Medio ambiente terrestre

 

Area/ 106 km2

Area/ %

Area total de tierra

148

100

Tierra cubierta por hielos

17. 2

12

Tierra arable

14.8

10

Praderas

31.5

21

Bosques

40.9

28

Otras

43.6

29

 

 

Reactividad    à   depende del tamaño de las partículas.

 

Suelo à  Medio donde crecen las plantas (agricultura)

               Importante rol en el medio ambiente

 

Formación del suelo 

Materia mineral del suelo

 

Porcentaje de abundancia de elementos en la corteza terrestre

Elemento

Abundancia %

Oxido

Abundancia %

O

47.4

 

 

Si

27.7

SiO2

58.2

Al

8.20

Al2O3

15.4

Fe

4.10

Fe2O3

7.2

Ca

4.1

CaO

5.1

Na

2.83

Na2O

3.8

K

2.59

K2O

3.1

Mg

2.30

MgO

3.5

Corteza terrestre:  32 km de profundidad

 

Suelo expuesto:

Fina capa que cubre la corteza

Se forma por erosión de las rocas de la corteza (ígneas y metamórficas).

 

Erosión física

 

Se rompe el material en agregados más pequeños por distintos medios: 

a)    Congelamiento del agua en grietas

b)    Variación de temperatura

c)    Deposición de sales en fracturas de rocas con distinto coeficiente de dilatación

d)    Erosión eólica, hídrica y por hielos

e)    Raíces de plantas

 

Erosion química 
 
Debido a reacciones químicas de los componentes. 

a)    Por hidrólisis 

Aluminosilicato + H3O+  +  H2O à arcilla + H4SiO4  +  Catión 

Fuentes de H3O+  à  CO2   respiración microbiológica

                                   Ácidos orgánicos de bajo peso molecular

                                   Ácido nítrico de fertilizantes

                                   Lluvia ácida

b)    Formación de quelatos  

c)    Oxido reducción 

Biotita ( Fe II)  à vermiculita ( Fe III)

d)    Hidratación  

Fe2O3     + H2O à  2 FeOOH

Hematita                     geotita                                                      

 

CaSO4    + 2 H2O  à CaSO4 . 2 H2O 

Anhidrita                        yeso

 

e)    Intercambio iónico 

arcillas

 

Materia orgánica del suelo

 

Contribuye con el 1 al 5 %  en masa

Fuentes à plantas

                  Biomasa del suelo

                  Animales ( lombrices etc)

                   Detritos

 

Composición de plantas frescas: 

Humedad 75% 

Sustancia seca 25%à   Carbono 40 %                 Carbohidratos 60 %

                                      Oxígeno 40 %                  Lignina 25 %

                                      Hidrógeno 10 %               Proteínas 10 %

                                                                               Lípidos 5 %

 

                                      Inorgánico 10 %

 

 Velocidad de descomposición: 

Azúcares, almidón, proteínas simples   > Proteínas complejas > >Hemicelulosa > Celulosa >Ligninas, lípidos.  

 

Proceso microbiano de descomposición 

Suelo--à       población microbiana estable 

Suelo + MO fresca à Descomposición con multiplicacion de zimógenos, degradacion simultánea, síntesis, evolucion de dioxido de carbono 

Suelo + biomasa microbiana + MO parcialmente descompuesta à Desarrollo de deficiencia de MO , reduccion de actividad microbiana por muerte de microorganismos 

Humus à  Relativamente estable, química y microbiologicamente

 

Suelo: material finamente dividido, heterogéneo, poroso, organico e inorgánico.

Poros con aire y/o agua dependiendo de las condiciones de humedad.

Tres fases: Sólida (partículas)

                  Gaseosa ( aire)

                  Liquida ( agua)

 

Variaciones verticales y horizontales  

 

Propiedades de los suelos

1-   Propiedades físicas 

a)   Tamaño de partícula 

Arcilla( < 2 mm) 

Sedimento ( 2  mm a 20 mm) 

Arena  Fina ( 20 mm a 200mm)

             Gruesa ( 200mm a 2.0 mm) 

Pedregullo ( >2.0 mm)

 

b)    Textura 

Diagramas triangulares con % de arcilla, sedimento y arena 

Suelos útiles en agricultura generalmente caen en medio del diagrama. 

 

c)    Densidad 

Suelos con mucha arena : 1,2 a 1,8 g/ml

Suelos con mucha arcilla: 1,0 a 1,6 g/ml

Suelos mixtos: 2,5 a 2,8 g/ml 

Materia organica tiene muy baja densidad < 1 g/ml

Oxidos metálicos > 5 g/ml

Sulfuros > 7 g/ml

 

d)   Estructura 

Es la forma en que las partículas estan agregadas para formar unidades mas grandes. Se destruye al muestrear

MO actua como cemento.

 

e)    Permeabilidad o conductividad hidráulica

Habilidad para conducir agua

Baja à < 0,5 cm/h

Mediaà 1- 5 cm/h

Alta  à > 15 cm/h

Si hay baja permeabilidad à suelos se anegan ( medioambiente reductor)

La permeabilidad afecta el transporte de sustancias químicas.

 

2-Propiedades químicas 

a)   Elementos Totales

 

Composición de elementos mayores y menores de los compuestos

minerales de los suelos

Elementos mayores/ %

Elementos menores/ mg/kg

Si

30-45

Zn

10-250

Al

2.4-7.4

Cu

5-15

Fe

1.2-4.3

Ni

20-30

Ti

0.3-0.7

Mn

~ 400

Ca

0.01-3.9

Co

1-20

Mg

0.01-1.6

Cr

10-50

K

0.2-2.5

Pb

1-50

Na

Tr-1.5

As

1-20

 No es muy útil ya que no se sabe las condiciones de cada elemento.

También se debe tener en cuenta la MO.

 

Contenido de materia orgánica en suelos

Suelos de agricultura templados

1-5%

Suelos de agricultura tropicales

0.1-2%

Suelos de bosques (superficie)

>10 %

Suelos de turba

> 20%

b)   Elementos disponibles

 

Es la porción de elementos que pueden tomar parte de una serie de reacciones químicas y biológicas.

Disponible  = extraíble

Se determina extrayendo los elementos en soluciones distintas.que pueden simular la extracción por las raíces de plantas

Ej = acetato de amonio y/o con quelatos com DTPA (dietilentriaminopentaacético) ( este extrae más).

 

c)    Capacidad de intercambio catiónico 

Los cationes se adsorben por arcillas o materia orgánica. La capacidad de intercambio catiónico es una forma de evaluar  cuantitativamente est interacción de cationes con los adsorbentes.

Ej : se extrae 1 g de suelo con 100 ml de  solución acuosa de cloruro de amonio 1 M ,  ( pH 4,5) y se determina sodio, calcio, magnesio y potasio por absorción atómica y protones por titulación.. Se determina la cantidad de cargas positivas en centimoles por kg de suelo .la suma de toas es la CIC ( CEC en inglés)

Suelos arenososà CEC < 1 cmol/kg

Suelos aecillosos con Mo à > 100 cmol/kg

 

d)   Suelos de carga variable 

Algunos suelos tienen una carga de superficie variable con el pH (suelos con oxido de aluminio o hierro). El CEC de estos suelos depende del pH circundante. 

pH < pHo à +    à intercambia aniones 

pH  > pHo à  -   à intercambia cationes 

Tanbien es importante la presencia de otras especies: Ej fosfatos 

  

e)    pH del suelo

 Depende de la naturaleza e historia del suelo

Acidez à descomposición microbiana : acidos organicos y CO2 

Si suelo tiene Fe o Al à hidrólisis--. Acidez 

En suelos anegados la reducción de Fe III a Fe II consume protones.

 

PH suelo                           

CARACTERÍSTICA

<4

MUY ACIDO

4-5

MODERADAMENTE ACIDO

5-6

POCO ÁCIDO

6-8

NEUTRO

8-9

POCO BÁSICO

9-10

MODERADAMENTE BÁSICO

>10

MUY BÁSICO

 

Perfiles de suelos 

a)    Espodosol canadiense

b)    Alfisol tropical

c)    Vertisol subtropical 

 

PROPIEDADES AMBIENTALES 

La mayoría de los problemas ambientales son de tipo físico.

Erosión por gran cantidad de cosechas

Mucha o poco agua también es un problema. Desertificación . Anegación

 

 

a)   Percolado y erosión 

Aguas subterráneasà percolado ( leaching)factores importantes son : flujo de agua por lluvia o irrigación, textura del suelo, naturaleza de las plantas

Ej de amonio y nitrato 

Influyen plantas, textura de suelo ( si fino y muchas plantasà poco percolado

Suelos con alto CEC captan cationes y no los dejan percolar

Fosforo se fija en suelo con óxidos de Al y Fe, Se va por erosión

 

b)   Reacciones con ácidos y bases 

La composición mineral da el pH del suelo

 Carbonatosà pH 7,5 a 8

Alta concentracion de Al y Fe o Mo à pH bajo

Fuentes acidas pueden ser CO2 por respiracion, ácidos organicos (degradación)

Antropogenicos : lluvia acida

                             Fertilizantes con N se nitrifica a nitrito y da

                             protones

 

c)    Reacciones geoquímicas para neutralizar acidez 

1-   carbonatos

2-   Reacciones de intercambio cationico

3-   Suelos con Al o Fe como oxido hidratado

4-   Reacciones lentas Ej feldespato ortoclasa

 

d)   Procesos biológicos para neutralizar la acidez 

1-   Captación de nitratos por las raíces

2-   Suelos ricos en sulfato acido ( mangroves)

 

 e)    Suelos afectados por sales 

Poca precipitación y alta evaporación acumulan salesà zonas áridas semiáridas 

Los suelos asi se clasifican por su pH, conductividad electrica del extracto saturado (EC), capacidad de intercambio catiónico , porcentaje de sodio intercambiado( ESP) y relación de sodio absorbido (SAR)

 

f)     Trazas de metales en suelos 

Son importantes por que los pueden absorber las plantas y se pueden percolar a las aguas subterráneas.

Pueden estar asociados a MO, adsorbidos o absorbidos a otros minerales , retenidos electrostaticamente o por intercambio ionico en MO. También en poros acuosos del suelo 

Los factores a tener en cuenta son : cantidad, naturaleza química, movimiento de aguas en el suelo